論文の概要: Nonadiabatic geometric quantum computation with shortened path on superconducting circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.01410v1
• Date: Tue, 2 Nov 2021 08:03:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 09:10:52.832591
• Title: Nonadiabatic geometric quantum computation with shortened path on superconducting circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路上の短縮経路を持つ非断熱幾何量子計算
• Authors: Cheng-Yun Ding, Yan Liang, Kai-Zhi Yu, Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 本稿では、従来の幾何学的量子計算の条件下で、最も短い幾何学的経路を見つけるための効果的なスキームを提案する。 高忠実でロバストな幾何学的ゲートは、単一ループの進化によってしか実現できない。 本手法は大規模耐故障性量子計算に有効である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0726135239588164
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, nonadiabatic geometric quantum computation has been received much attention, due to its fast manipulation and intrinsic error-resilience characteristics. However, to obtain universal geometric quantum control, only limited and special evolution paths have been proposed, which usually requires longer gate-time and more operational steps, and thus leads to lower quality of the implemented quantum gates. Here, we present an effective scheme to find the shortest geometric path under the conventional conditions of geometric quantum computation, where high-fidelity and robust geometric gates can be realized by only single-loop evolution, and the gate performances are better than the corresponding dynamical ones. Furthermore, we can optimize the pulse shapes in our scheme to further shorten the gate-time, determined by how fast the path is travelled. In addition, we also present its physical implementation on superconducting circuits, consisting of capacitively coupled transmon qubits, where the fidelities of geometric single- and two-qubit gates can be higher than $99.95\%$ and $99.80\%$ within the current state-of-the-art experimental technologies, respectively. These results indicate that our scheme is promising for large-scale fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 近年,非断熱幾何学的量子計算は,その高速操作と固有エラーレジリエンス特性により注目されている。 しかし、普遍的な幾何学的量子制御を得るためには、限定的かつ特別な進化経路のみが提案されており、通常はより長いゲート時間とより操作的なステップを必要とするため、実装された量子ゲートの品質が低下する。 本稿では, 従来の幾何学的量子計算の条件下では, 単一ループの進化だけで高忠実かつ頑健な幾何学的ゲートを実現することができ, ゲート性能は対応する動的ゲートよりも優れていることを示す。 さらに,提案手法のパルス形状を最適化することで,経路の移動速度によって決定されるゲート時間をさらに短縮することができる。 さらに, 静電容量結合型トランスモン量子ビットを用いた超伝導回路の物理実装についても紹介し, 幾何学的単一ビットゲートと2量子ビットゲートの忠実度は, 現在の実験技術においてそれぞれ99.95.%および99.80.%以上であることを示す。 これらの結果から,大規模なフォールトトレラント量子計算に期待できることを示す。

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