論文の概要: Coherence-protected nonadiabatic geometric quantum computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02693v1
• Date: Thu, 5 May 2022 14:58:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 06:21:35.961019
• Title: Coherence-protected nonadiabatic geometric quantum computation
• Title（参考訳）: コヒーレンスで保護された断熱的幾何量子計算
• Authors: Kangze Li, Guofu Xu, Dianmin Tong
• Abstract要約: 解析的幾何ゲートを実現するハミルトニアン系に基づいて、新しいハミルトニアン系を構築することができることを示す。 新しいハミルトニアン系でコヒーレンス保護された非断熱幾何学ゲートを実現する。
• 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: Because of using geometric phases, nonadiabatic geometric gates have the robustness against control errors. On the other hand, decoherence still affects nonadiabatic geometric gates, which is a key factor in reducing their fidelities. In this paper, we show that based on the system Hamiltonian that realizes a nonadiabatic geometric gate, one may construct a new system Hamiltonian, by using which not only the geometric feature of the nonadiabatic geometric gate is preserved, but also the system's coherence is protected. As a result, a coherence-protected nonadiabatic geometric gate is realized with the new system Hamiltonian and this gate has the robustness against both control errors and decoherence. We further implement our scheme with nitrogen-vacancy centers and show that a universal set of coherence-protected nonadiabatic geometric gates can be realized. Our scheme does not need auxiliary systems or the encoding of logical qubits with physical qubits, which saves resources for the implementation. Due to the robustness against both control errors and decoherence, our scheme provides a promising way to realize high-fidelity quantum gates.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的位相を用いるため、断熱的な幾何学的ゲートは制御誤差に対してロバスト性を有する。 一方、デコヒーレンスは依然としてノルナディアバティックな幾何学的ゲートに影響し、それが彼らのフィダリティを減少させる鍵となる。 本稿では,非断熱幾何学的ゲートを実現するハミルトニアン系に基づいて,非断熱幾何学的ゲートの幾何学的特徴が保存されているだけでなく,システムのコヒーレンスも保護されているため,新しいハミルトニアン系を構築することができることを示す。 その結果、新しいハミルトニアン系を用いてコヒーレンス保護非断熱幾何ゲートが実現され、このゲートは制御誤差とデコヒーレンスの両方に対して頑健性を有する。 さらに, この手法を窒素空洞中心で実装し, 普遍的なコヒーレンス保護のノナディアバティックな幾何学的ゲートを実現できることを示す。 この方式では補助システムや物理キュービットによる論理キュービットのエンコーディングは必要とせず,実装のためのリソースを節約する。 制御誤差とデコヒーレンスの両方に対するロバスト性のため、本方式は高忠実性量子ゲートを実現する有望な方法を提供する。

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