論文の概要: Passive verification protocol for thermal graph states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10624v2
- Date: Wed, 6 Jul 2022 02:12:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 06:08:38.872606
- Title: Passive verification protocol for thermal graph states
- Title（参考訳）: 熱グラフ状態に対するパッシブ検証プロトコル
- Authors: Kazuki Akimoto, Shunji Tsuchiya, Ryosuke Yoshii, Yuki Takeuchi
- Abstract要約: グラフ状態は、普遍的な測定に基づく量子計算のためのリソース状態である。
任意の温度$T$に対して、フィデリティ$langle G|rho_T|Grangle$を1つの測定条件だけで効率的に推定できることが示される。
熱雑音下では, 絡み合った物質量子ビットのキャラクタリゼーションが極めて可能となる。
- 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: Graph states are entangled resource states for universal measurement-based
quantum computation. Although matter qubits such as superconducting circuits
and trapped ions are promising candidates to generate graph states, it is
technologically hard to entangle a large number of them due to several types of
noise. Since they must be sufficiently cooled to maintain their quantum
properties, thermal noise is one of major ones. In this paper, we show that for
any temperature $T$, the fidelity $\langle G|\rho_T|G\rangle$ between an ideal
graph state $|G\rangle$ at zero temperature and a thermal graph state $\rho_T$,
which is a graph state at temperature $T$, can be efficiently estimated by
using only one measurement setting. A remarkable property of our protocol is
that it is passive, while existing protocols are active, namely they switch
between at least two measurement settings. Since thermal noise is equivalent to
an independent phase-flip error, our estimation protocol also works for that
error. By generalizing our protocol to hypergraph states, we apply our protocol
to the quantum-computational-supremacy demonstration with instantaneous quantum
polynomial time circuits. Our results should make the characterization of
entangled matter qubits extremely feasible under thermal noise.
- Abstract（参考訳）: グラフ状態は、普遍的な測定に基づく量子計算のためのリソース状態である。
超伝導回路や閉じ込められたイオンなどの物質量子ビットは、グラフ状態を生成する有望な候補であるが、様々な種類のノイズのために多くの量子ビットを絡めるのは技術的に困難である。
量子特性を維持するには十分に冷却する必要があるため、熱雑音は主要なものの一つである。
本稿では,任意の温度 t$ に対して,理想グラフ状態 $|g\rangle$ と温度 $t$ のグラフ状態である熱グラフ状態 $\rho_t$ との間の忠実度 $\langle g|\rho_t|g\rangle$ を1つの測定設定だけで効率的に推定できることを示す。
我々のプロトコルの注目すべき特性は、受動的であるが、既存のプロトコルはアクティブであり、少なくとも2つの測定設定を切り替えることである。
熱雑音は独立な位相フリップ誤差と同値であるため、この誤差に対する推定プロトコルも機能する。
ハイパーグラフ状態へのプロトコルの一般化により,我々のプロトコルを瞬時量子多項式時間回路を用いた量子計算超越デモンストレーションに適用する。
その結果,熱雑音下でのエンタングル物質量子ビットのキャラクタリゼーションが可能となった。
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