論文の概要: Quantum thermodynamic methods to purify a qubit on a quantum processing unit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.13319v2
• Date: Tue, 15 Mar 2022 12:33:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 05:24:14.017739
• Title: Quantum thermodynamic methods to purify a qubit on a quantum processing unit
• Title（参考訳）: 量子処理ユニット上の量子ビットを浄化するための量子熱力学法
• Authors: Andrea Solfanelli, Alessandro Santini and Michele Campisi
• Abstract要約: 我々は、同じ量子ビットを備えた量子処理ユニット上で量子ビットを浄化する量子熱力学法について報告する。 私たちの出発点は、よく知られた2つのキュービットスワップエンジンをエミュレートする3つのキュービット設計です。 使用可能な超伝導量子ビットベースのQPU上に実装し,200mKまでの浄化能を観測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report on a quantum thermodynamic method to purify a qubit on a quantum processing unit (QPU) equipped with (nearly) identical qubits. Our starting point is a three qubit design that emulates the well known two qubit swap engine. Similar to standard fridges, the method would allow to cool down a qubit at the expense of heating two other qubits. A minimal modification thereof leads to a more practical three qubit design that allows for enhanced refrigeration tasks, such as increasing the purity of one qubit at the expense of decreasing the purity of the other two. The method is based on the application of properly designed quantum circuits, and can therefore be run on any gate model quantum computer. We implement it on a publicly available superconducting qubit based QPU, and observe a purification capability down to 200 mK. We identify gate noise as the main obstacle towards practical application for quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子処理ユニット(QPU)上の量子量子ビットを(ほぼ)同一の量子ビットで清浄する量子熱力学法について報告する。 私たちの出発点は、よく知られた2つのキュービットスワップエンジンをエミュレートする3つのキュービット設計です。 通常の冷蔵庫と同様に、他の2つのキュービットを加熱することで、キュービットを冷却することができる。 最小限の修正により、他の2つの純度を低下させるため、1量子ビットの純度を増加させるなど、より実用的な3量子ビットの設計が可能となる。 この方法は、適切に設計された量子回路の応用に基づいているため、任意のゲートモデル量子コンピュータ上で実行できる。 使用可能な超伝導量子ビットベースのQPU上に実装し,200mKまでの浄化能を観測する。 我々はゲートノイズを量子コンピューティングの実用化への大きな障害と捉えている。

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