論文の概要: Nonadiabatic geometric quantum computation with cat qubits via invariant-based reverse engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.01933v3
• Date: Sat, 2 Apr 2022 03:07:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 12:07:22.053882
• Title: Nonadiabatic geometric quantum computation with cat qubits via invariant-based reverse engineering
• Title（参考訳）: Invariant-based reverse engineering による猫量子ビットによる非断熱的幾何量子計算
• Authors: Yi-Hao Kang, Ye-Hong Chen, Xin Wang, Jie Song, Yan Xia, Adam Miranowicz, Shi-Biao Zheng, Franco Nori
• Abstract要約: 本研究では,小振幅Schr"odinger cat qubitsの非断熱的幾何学的量子計算を実現するためのプロトコルを提案する。 2光子駆動のカー非線形性を持つ系を考えると、偶数状態と奇数コヒーレント状態のペアを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.23392332277676
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a protocol to realize nonadiabatic geometric quantum computation of small-amplitude Schr\"odinger cat qubits via invariant-based reverse engineering. We consider a system with a two-photon driven Kerr nonlinearity, which provides a pair of dressed even and odd coherent states, i.e., Schr\"odinger cat states for fault-tolerant quantum computations. An additional coherent field is applied to linearly drive a cavity mode, to induce oscillations between dressed cat states. By designing this linear drive with invariant-based reverse engineering, nonadiabatic geometric quantum computation with cat qubits can be implemented. The performance of the protocol is estimated by taking into account the influence of systematic errors, additive white Gaussian noise, and decoherence including photon loss and dephasing. Numerical results demonstrate that our protocol is robust against these negative factors. Therefore, this protocol may provide a feasible method for nonadiabatic geometric quantum computation in bosonic systems.
• Abstract（参考訳）: Invariant-based reverse engineering を用いて小振幅 Schr\"odinger cat qubits の非断熱的幾何量子計算を実現するプロトコルを提案する。 2光子駆動のKerr非線形性を持つ系を考えると、フォールトトレラント量子計算において、一対の偶数状態と奇数コヒーレント状態、すなわち、Schr\"odinger cat stateを提供する。 追加のコヒーレント場を適用してキャビティモードを線形に駆動し、服を着た猫の状態間の振動を誘導する。 この線形駆動を不変ベースのリバースエンジニアリングで設計することにより、キャット量子ビットを用いた非断熱幾何量子計算を実装できる。 このプロトコルの性能は、系統的誤差、付加的な白色ガウスノイズ、および光子損失やデファスメントを含むデコヒーレンスの影響を考慮して推定される。 数値的な結果から,このプロトコルは負の要因に対して堅牢であることが示された。 したがって、このプロトコルはボゾン系における非断熱的幾何量子計算の実現可能な方法を提供することができる。

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