論文の概要: Dissipation and gate timing errors in SWAP operations of qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.11329v3
- Date: Thu, 14 Apr 2022 22:06:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 21:33:32.694921
- Title: Dissipation and gate timing errors in SWAP operations of qubits
- Title（参考訳）: qubitsのスワップ動作における消散とゲートタイミング誤差
- Authors: Nathan L. Foulk, Robert E. Throckmorton, S. Das Sarma
- Abstract要約: 応答量子ビットの連鎖上のSWAPゲート列の忠実度に及ぼす散逸とゲートタイミング誤差の影響について検討する。
その結果, SWAP 操作の完全性は低下することがわかった。
ゲートタイミング誤差が$J_textSWAP$の効果的な最適値を生成し、不確実性が増大し始めます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We examine how dissipation and gate timing errors affect the fidelity of a
sequence of SWAP gates on a chain of interacting qubits in comparison to noise
in the interqubit interaction. Although interqubit interaction noise and gate
timing errors are always present in any qubit platform, dissipation is a
special case that can arise in multivalley semiconductor spin qubit systems,
such as Si-based qubits, where dissipation may be used as a general model for
valley leakage. In our Hamiltonian, each qubit is coupled via Heisenberg
exchange to every other qubit in the chain, with the strength of the exchange
interaction decreasing exponentially with distance between the qubits.
Dissipation is modeled through the term $-i\gamma\mathbf{1}$ in the
Hamiltonian, and $\gamma$ is chosen so as to be consistent with the
experimentally observed intervalley tunneling in Si. We show that randomness in
the dissipation parameter should have little to no effect on the SWAP gate
fidelity in the currently fabricated Si circuits. We introduce quasistatic
noise in the interqubit interaction and random gate timing error and average
the fidelities over 10,000 realizations for each set of parameters. The
fidelities are then plotted against $J_\text{SWAP}$, the strength of the
exchange coupling corresponding to the SWAP gate. We find that dissipation
decreases the fidelity of the SWAP operation -- though the effect is small
compared to that of the known noise in the interqubit interaction -- and that
gate timing error creates an effective optimal value of $J_\text{SWAP}$, beyond
which infidelity begins to increase.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,量子ビット間相互作用におけるノイズと比較して,スワップゲート列の精度に消散とゲートタイミングの誤差が与える影響について検討する。
クォービット間相互作用ノイズとゲートタイミング誤差は、どの量子ビットプラットフォームにも常に存在するが、散逸は、シリコンベースの量子ビットのような多価半導体スピン量子ビット系で発生する特殊なケースであり、散逸はバレーリークの一般的なモデルとして用いられる。
我々のハミルトニアンでは、各キュービットはハイゼンベルク交換を介してチェーン内の他の全てのキュービットに結合され、交換相互作用の強さはキュービット間の距離とともに指数関数的に減少する。
散逸はハミルトニアンにおける$-i\gamma\mathbf{1}$という用語でモデル化され、$\gamma$はsiの実験的に観測されたインターバルリートンネルと一致するように選択される。
現在製造されているSi回路のSWAPゲート忠実度には, 散逸パラメータのランダム性がほとんど, あるいは全く影響しないことを示す。
本稿では,各パラメータ集合に対する1万以上の実測値の平均値と,ビット間相互作用とランダムゲートタイミング誤差に準静雑音を導入する。
そして、その忠実度を、SWAPゲートに対応する交換結合の強さである$J_\text{SWAP}$に対してプロットする。
消散はSWAP操作の忠実度を減少させるが、その効果は量子ビット間相互作用における既知の雑音と比較して小さく、ゲートタイミング誤差は、不確かさが増大し始める$J_\text{SWAP}$の有効最適値を生成する。
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