論文の概要: Effective non-local parity-dependent couplings in qubit chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.07331v1
• Date: Mon, 14 Mar 2022 17:33:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 03:19:33.125737
• Title: Effective non-local parity-dependent couplings in qubit chains
• Title（参考訳）: クビット鎖における有効非局所パリティ依存性結合
• Authors: Maximilian N\"agele, Christian Schweizer, Federico Roy and Stefan Filipp
• Abstract要約: 連鎖上の量子ビットの同時結合を利用し、非局所パリティ依存量子演算のセットを設計する。 結果として得られる有効長距離結合は、ヨルダン・ウィグナーフェルミオンのパラメトリザブル・トロッターステップを直接実装する。 超伝導量子回路アーキテクチャにおけるゲート動作の数値シミュレーションを行う。
• 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: For the efficient implementation of quantum algorithms, practical ways to generate many-body entanglement are a basic requirement. Specifically, coupling multiple qubit pairs at once can be advantageous and can lead to multi-qubit operations useful in the construction of hardware-tailored algorithms. Here we harness the simultaneous coupling of qubits on a chain and engineer a set of non-local parity-dependent quantum operations suitable for a wide range of applications. The resulting effective long-range couplings directly implement a parametrizable Trotter-step for Jordan-Wigner fermions and can be used for simulations of quantum dynamics, efficient state generation in variational quantum eigensolvers, parity measurements for error-correction schemes, and the generation of efficient multi-qubit gates. Moreover, we present numerical simulations of the gate operation in a superconducting quantum circuit architecture, which show a high gate fidelity of $>99.9\%$ for realistic experimental parameters.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの効率的な実装には、多体絡み合いを生成する実用的な方法が基本的な要件である。 具体的には、複数のキュービットペアを一度に結合することは有利であり、ハードウェアに最適化されたアルゴリズムの構築に有用なマルチキュービット操作につながる可能性がある。 ここでは、鎖上の量子ビットの同時結合を利用して、幅広い応用に適した非局所パリティ依存の量子演算を設計。 結果として得られる有効長距離結合は、ジョーダン・ウィグナーフェルミオンのパラメトリズ可能なトロッターステップを直接実装し、量子力学のシミュレーション、変分量子固有解法における効率的な状態生成、誤差補正スキームのパリティ測定、効率的なマルチキュービットゲートの生成に使用できる。 さらに, 超伝導量子回路におけるゲート動作の数値シミュレーションを行い, 現実的な実験パラメータに対して, ゲート忠実度が$99.9\%であることを示す。

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