論文の概要: Implementing two-qubit gates at the quantum speed limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.07716v3
• Date: Tue, 21 Mar 2023 21:51:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 04:09:37.750241
• Title: Implementing two-qubit gates at the quantum speed limit
• Title（参考訳）: 量子速度限界における2量子ゲートの実装
• Authors: Joel Howard, Alexander Lidiak, Casey Jameson, Bora Basyildiz, Kyle Clark, Tongyu Zhao, Mustafa Bal, Junling Long, David P. Pappas, Meenakshi Singh, Zhexuan Gong
• Abstract要約: 実験では、2量子ゲートを可能な限り高速な速度で実証する。 我々は、機械学習にインスパイアされた最適制御法を用いて設計された実験ゲートを実装することにより、この量子速度制限を実現する。 提案手法では,非ネイティブな2ビットゲートの高速化が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.82374977939355
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The speed of elementary quantum gates, particularly two-qubit gates, ultimately sets the limit on the speed at which quantum circuits can operate. In this work, we experimentally demonstrate commonly used two-qubit gates at nearly the fastest possible speed allowed by the physical interaction strength between two superconducting transmon qubits. We achieve this quantum speed limit by implementing experimental gates designed using a machine learning inspired optimal control method. Importantly, our method only requires the single-qubit drive strength to be moderately larger than the interaction strength to achieve an arbitrary two-qubit gate close to its analytical speed limit with high fidelity. Thus, the method is applicable to a variety of platforms including those with comparable single-qubit and two-qubit gate speeds, or those with always-on interactions. We expect our method to offer significant speedups for non-native two-qubit gates that are typically achieved with a long sequence of single-qubit and native two-qubit gates.
• Abstract（参考訳）: 基本量子ゲート、特に2量子ビットゲートの速度は、最終的に量子回路が動作可能な速度の限界を設定する。 本研究では,2つの超伝導トランスモン量子ビット間の物理的相互作用強度によって可能となる最大速度で2量子ゲートを実験により実証した。 この量子速度制限を、機械学習にインスパイアされた最適制御法を用いて設計した実験ゲートを実装することで達成する。 重要な点として,本手法では,解析速度限界に近い任意の2量子ゲートを高忠実度で達成するために,シングルキュービット駆動強度が相互作用強度より適度に大きくなることしか要求されない。 このように、この手法は、単一キュービットと2キュービットのゲート速度に匹敵するものや、常時オンの相互作用を持つものなど、様々なプラットフォームに適用できる。 本手法は,単一キュービットゲートとネイティブ2キュービットゲートの長いシーケンスで達成される非ネイティブ2キュービットゲートに対して,大幅な高速化を期待する。

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