論文の概要: Designing globally optimal entangling gates using geometric space curves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.02876v1
• Date: Wed, 6 Apr 2022 14:46:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-18 02:40:57.635868
• Title: Designing globally optimal entangling gates using geometric space curves
• Title（参考訳）: 幾何学的空間曲線を用いたグローバル最適絡み合いゲートの設計
• Authors: Ho Lun Tang, Kyle Connelly, Ada Warren, Fei Zhuang, Sophia E. Economou, and Edwin Barnes
• Abstract要約: 弱結合量子ビットの場合、ターゲットエンタングゲートを実装する全てのパルスを見つけることができる。 シリコン量子ドットスピン量子ビットの高速なCNOT等価エンタングルゲートを99%超の忠実度で設計し,本手法について述べる。
• 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: High-fidelity entangling gates are essential for quantum computation. Currently, most approaches to designing such gates are based either on simple, analytical pulse waveforms or on ones obtained from numerical optimization techniques. In both cases, it is typically not possible to obtain a global understanding of the space of waveforms that generate a target gate operation, making it challenging to design globally optimal gates. Here, we show that in the case of weakly coupled qubits, it is possible to find all pulses that implement a target entangling gate. We do this by mapping quantum evolution onto geometric space curves. We derive the minimal conditions these curves must satisfy in order to guarantee a gate with a desired entangling power is implemented. Pulse waveforms are extracted from the curvatures of these curves. We illustrate our method by designing fast, CNOT-equivalent entangling gates for silicon quantum dot spin qubits with fidelities exceeding 99%. We show that fidelities can be further improved while maintaining low bandwidth requirements by using geometrically derived pulses as initial guesses in numerical optimization routines.
• Abstract（参考訳）: 高忠実エンタングゲートは量子計算に不可欠である。 現在、そのようなゲートを設計するためのほとんどのアプローチは、単純で解析的なパルス波形か、あるいは数値最適化技術から得られるものに基づいている。 どちらの場合も、ターゲットゲート操作を生成する波形の空間をグローバルに理解することは不可能であり、グローバルに最適なゲートを設計することは困難である。 ここで、弱結合量子ビットの場合、対象の絡み合いゲートを実装する全てのパルスを見つけることができることを示す。 量子進化を幾何学的空間曲線にマッピングすることでこれを行う。 これらの曲線が満たさなければならない最小条件を導出し、所望の絡み合う力を持つゲートが実装されることを保証する。 これらの曲線の曲率からパルス波形を抽出する。 シリコン量子ドットスピン量子ビットの高速なCNOT等価エンタングルゲートを99%以上で設計し,本手法について述べる。 数値最適化ルーチンにおける初期推定として幾何的導出パルスを用いることにより、低帯域幅要件を維持しつつ、忠実度をさらに改善できることを示す。

関連論文リスト

• Nonadiabatic geometric quantum gates with on-demand trajectories [2.5539863252714636]
  オンデマンドトラジェクトリを用いた幾何学的量子ゲート構築のための汎用プロトコルを提案する。 提案手法は,スムーズパルスを用いたターゲットハミルトニアンのリバースエンジニアリングを採用する。 特定の幾何学的ゲートは様々な異なる軌跡によって誘導できるため、ゲート性能をさらに最適化することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-20T06:57:36Z)
• Fast elementary gates for universal quantum computation with Kerr parametric oscillator qubits [0.0]
  カーパラメトリック発振器(KPO)は、量子ビットとして使用できるコヒーレント状態の重ね合わせを安定化することができ、ハードウェア効率の良い量子コンピュータを実現するための有望な候補である。 KPO量子ビットを用いた普遍量子計算のための基本ゲートが提案されているが、これらのゲートは通常、断熱演算に基づいており、長いゲート時間を必要とする。 本研究では,短絡から断熱へのパルス形状の数値最適化を基礎として,実験的に実現可能な制御手法により基本ゲートを高速化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T01:03:21Z)
• Inertial geometric quantum logic gates [0.0]
  我々はSTIRAPと量子論理ゲートの高速かつ堅牢なプロトコルを提案する。 我々のゲートは、徐々に加速する慣性ハミルトニアンの瞬時固有状態によって得られる幾何学的位相に基づいている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-23T21:08:05Z)
• Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
  我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。 我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z)
• Path-optimized nonadiabatic geometric quantum computation on superconducting qubits [3.98625523260655]
  超伝導トランスモン量子ビット上の幾何量子計算のための経路最適化スキームを提案する。 構成された幾何学的ゲートは,異なる局所誤差の下で対応する動的ゲートよりも優れていることがわかった。 提案手法は, 大規模フォールトトレラント量子計算の適用性を高めるため, 幾何量子計算の新しい視点を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-12T15:26:26Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric gates [94.70553167084388]
  正確な数値と摂動解析手法を用いて効率的にゲートパラメータを抽出する方法を示す。 我々は,$i$SWAP, Control-Z, CNOT など,異なる種類のゲートに対する最適操作条件を同定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-06T02:02:54Z)
• Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase shift quantum gates [68.8204255655161]
  単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。 大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。 Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-26T16:38:43Z)
• Noncyclic Geometric Quantum Gates with Smooth Paths via Invariant-based Shortcuts [4.354697470999286]
  Invariant-based shortcuts を用いて非循環的・非断熱的進化を伴う幾何量子ゲートを実現する手法を提案する。 提案手法は,スケーラブルな量子計算のための高忠実なフォールトトレラント量子ゲートを実現するための有望な方法である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-01T15:05:29Z)
• Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions [68.8204255655161]
  本研究では,2次元マイクロトラップアーキテクチャにおけるイオン量子コンピューティングにおける高速パルス2量子ゲートの利用について検討する。 高速パルスゲートは、トラップ時間よりも高速に、隣接するトラップにおけるイオン間の高忠実な絡み合い動作を実現することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-01T13:18:22Z)
• Simulating nonnative cubic interactions on noisy quantum machines [65.38483184536494]
  量子プロセッサは、ハードウェアに固有のものではないダイナミクスを効率的にシミュレートするためにプログラムできることを示す。 誤差補正のないノイズのあるデバイスでは、モジュールゲートを用いて量子プログラムをコンパイルするとシミュレーション結果が大幅に改善されることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-15T05:16:24Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。