論文の概要: Extracting Quantum Dynamical Resources: Consumption of Non-Markovianity for Noise Reduction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02613v1
• Date: Wed, 6 Oct 2021 09:31:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 08:17:40.982257
• Title: Extracting Quantum Dynamical Resources: Consumption of Non-Markovianity for Noise Reduction
• Title（参考訳）: 量子力学資源の抽出:ノイズ低減のための非マルコフ性の利用
• Authors: Graeme D. Berk, Simon Milz, Felix A. Pollock, Kavan Modi
• Abstract要約: ノイズ抑制の鍵となるリソースは非マルコビアン性(あるいは時間的相関)であることを示す。 ノイズ低減のための最適パルス列を同定する2つの手法を提案する。 対応するツールは運用上の基盤の上に構築されており、現在の世代の量子デバイスで容易に実装できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Noise is possibly the most formidable challenge for quantum technologies. As such, a great deal of effort is dedicated to developing methods for noise reduction. One remarkable achievement in this direction is dynamical decoupling; it details a clear set of instructions for counteracting the effects of quantum noise. Yet, the domain of its applicability remains limited to devices where exercising fast control is possible. In practical terms, this is highly limiting and there is a growing need for better noise reduction tools. Here we take a significant step in this direction, by identifying the crucial ingredients required for noise suppression and the development of methods that far outperform traditional dynamical decoupling techniques. Using resource theoretic methods, we show that the key resource responsible for the efficacy of dynamical decoupling, and related protocols, is non-Markovianity (or temporal correlations). Using this insight, we then propose two methods to identify optimal pulse sequences for noise reduction. With an explicit example, we show that our methods enable a more optimal exploitation of temporal correlations, and extend the timescales at which noise suppression is viable by at least two orders of magnitude. Importantly, the corresponding tools are built on operational grounds and are easily implemented in the current generation of quantum devices.
• Abstract（参考訳）: ノイズはおそらく量子技術にとって最も強力な課題である。 そのため、ノイズ低減のための手法の開発に多大な労力が費やされている。 この方向の顕著な成果は動的疎結合であり、量子ノイズの影響に対抗するための明確な命令セットを詳述している。 しかし、適用範囲は、高速制御が可能なデバイスに限定されている。 実際には、これは非常に制限され、より良いノイズ低減ツールの必要性が高まっている。 ここでは,ノイズ抑制に必要な重要な成分を同定し,従来の動的デカップリング法をはるかに上回る手法の開発により,この方向への大きな一歩を踏み出す。 資源理論を用いて、動的疎結合とその関連プロトコルの有効性に寄与する鍵となる資源が非マルコビアン性(時間的相関)であることを示す。 この知見を用いて,ノイズ低減のための最適なパルスシーケンスを同定する2つの手法を提案する。 明示的な例として,提案手法は時間的相関をより最適に活用できることを示すとともに,雑音抑圧が可能となる時間スケールを少なくとも2桁拡張する。 重要なことに、対応するツールは運用上の基盤の上に構築されており、現在の世代の量子デバイスで容易に実装できる。

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