論文の概要: Error metric for non-trace-preserving quantum operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02290v3
- Date: Mon, 27 Feb 2023 19:34:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 10:07:59.911580
- Title: Error metric for non-trace-preserving quantum operations
- Title(参考訳): 非トレース保存量子演算における誤差メトリック
- Authors: Yu Shi, Edo Waks
- Abstract要約: 非トレース保存量子演算に対する誤差計量を提案する。
再正規化によりこの計量を計算するための効率的なアルゴリズムを提案する。
これは、実用的な量子情報処理を解析するための幅広い応用を示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.83302372715731
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose an error metric for non-trace-preserving quantum operations, which
provides an upper bound on the trace distance between the normalized output
states from imperfect and ideal operations. We also present an efficient
algorithm to compute this metric by renormalization. As a demonstration of its
application, we analyze a lossy beam splitter and the non-deterministic
conditional sign-flip gate, which are two primary non-trace-preserving
operations in the Knill-LaflammeMilburn (KLM) protocol. In addition, we analyze
the leakage errors of neutral-atom quantum computers and show that they scale
much worse than originally predicted, suggesting that they exhibit a more
stringent fault-tolerant threshold. We also discuss the application of the
metric in general post-selected protocols and how it can be used to study error
propagation and estimate thresholds in fault-tolerant quantum computing.
Therefore, it shows a wide range of applications in analyzing practical quantum
information processing.
- Abstract(参考訳): 非トレース保存量子演算に対する誤差計量を提案し、不完全かつ理想的な演算から正規化された出力状態の間のトレース距離に上限を与える。
また、再正規化によりこの計量を計算する効率的なアルゴリズムを提案する。
その応用の実証として、KLMプロトコルにおける2つの主要な非トレース保存操作である損失ビームスプリッタと非決定的条件付きサインフリップゲートを解析する。
さらに,中性原子量子コンピュータの漏洩誤差を解析し,当初予測したよりもスケールが著しく悪化していることを示し,より厳格なフォールトトレラントしきい値を示すことを示唆した。
また、一般的なポストセレクトプロトコルにおけるメトリックの適用と、フォールトトレラント量子コンピューティングにおけるエラー伝播と推定しきい値の研究にどのように使用できるかについても論じる。
したがって、実用的な量子情報処理を解析するための幅広い応用を示す。
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