論文の概要: One- and two-qubit gate infidelities due to motional errors in trapped ions and electrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.01913v2
• Date: Thu, 10 Feb 2022 20:26:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 08:40:21.079495
• Title: One- and two-qubit gate infidelities due to motional errors in trapped ions and electrons
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオンと電子の運動誤差による1および2量子ゲート不均一性
• Authors: R. Tyler Sutherland and Qian Yu and Kristin M. Beck and Hartmut H\"affner
• Abstract要約: トラップイオンおよび電子中の1および2量子ビットゲートに対する誤差機構の影響を決定する解析式を導出する。 まず, 駆動磁場の不均一性が1量子ゲート形状に与える影響を解析し, 導出する。 第2に、静的な動き周波数シフト、トラップアンハーモニック性、加熱、動きの劣化を含む2ビットゲート誤差の表現を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.6483834331380205
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we derive analytic formulae that determine the effect of error mechanisms on one- and two-qubit gates in trapped ions and electrons. First, we analyze, and derive expressions for, the effect of driving field inhomogeneities on one-qubit gate fidelities. Second, we derive expressions for two-qubit gate errors, including static motional frequency shifts, trap anharmonicities, field inhomogeneities, heating, and motional dephasing. We show that, for small errors, each of our expressions for infidelity converges to its respective numerical simulation; this shows our formulae are sufficient for determining error budgets for high-fidelity gates, obviating numerical simulations in future projects. All of the derivations are general to any internal qubit state, and any mixed state of the ion crystal's motion that is diagonal in the Fock state basis. Our treatment of static motional frequency shifts, trap anharmonicities, heating, and motional dephasing apply to both laser-based and laser-free gates, while our treatment of field imhomogenieties applies to laser-free systems.
• Abstract（参考訳）: 本研究は, イオンと電子の1および2キュービットゲートにおける誤差機構の効果を決定する解析式を導出する。 まず, 1 量子ビットゲートフィデリティに対する駆動場不均一性の影響について解析し, 導出する。 第2に、静的な動き周波数シフト、トラップアンハーモニック性、フィールド不均一性、加熱、動きの劣化を含む2ビットゲート誤差の表現を導出する。 本稿では, 誤差の小さい場合, それぞれの不完全性表現が各数値シミュレーションに収束することを示し, 高忠実度ゲートの誤差予算を決定するのに十分な式を示し, 将来のプロジェクトにおける数値シミュレーションを妨害する。 すべての導出は、任意の内部量子ビット状態と、フォック状態基底で対角的なイオン結晶の運動の任意の混合状態に対して一般的である。 静的な運動周波数シフト,トラップ不調和,加熱,モーションデファスティングはレーザーベースおよびレーザーフリーゲートの両方に適用し,フィールド不均質処理はレーザーフリーシステムに適用した。

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