論文の概要: Extensive characterization of a family of efficient three-qubit gates at
the coherence limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02938v1
- Date: Wed, 6 Jul 2022 19:42:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 09:29:43.681327
- Title: Extensive characterization of a family of efficient three-qubit gates at
the coherence limit
- Title（参考訳）: コヒーレンス限界における効率の良い3量子ゲートのファミリーの広範なキャラクタリゼーション
- Authors: Christopher W. Warren, Jorge Fern\'andez-Pend\'as, Shahnawaz Ahmed,
Tahereh Abad, Andreas Bengtsson, Janka Bizn\'arov\'a, Kamanasish Debnath, Xiu
Gu, Christian Kri\v{z}an, Amr Osman, Anita Fadavi Roudsari, Per Delsing,
G\"oran Johansson, Anton Frisk Kockum, Giovanna Tancredi, Jonas Bylander
- Abstract要約: 2キュービット演算を同時に適用して3キュービットゲートを実装した。
我々は、新しいゲートを一度だけ適用することで、GHZ状態とW状態という2つの絡み合った状態を生成する。
ゲートとターゲット状態の忠実度に関する実験的および統計的誤差を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4471952592011114
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: While all quantum algorithms can be expressed in terms of single-qubit and
two-qubit gates, more expressive gate sets can help reduce the algorithmic
depth. This is important in the presence of gate errors, especially those due
to decoherence. Using superconducting qubits, we have implemented a three-qubit
gate by simultaneously applying two-qubit operations, thereby realizing a
three-body interaction. This method straightforwardly extends to other quantum
hardware architectures, requires only a "firmware" upgrade to implement, and is
faster than its constituent two-qubit gates. The three-qubit gate represents an
entire family of operations, creating flexibility in quantum-circuit
compilation. We demonstrate a gate fidelity of $97.90\%$, which is near the
coherence limit of our device. We then generate two classes of entangled
states, the GHZ and W states, by applying the new gate only once; in
comparison, decompositions into the standard gate set would have a two-qubit
gate depth of two and three, respectively. Finally, we combine characterization
methods and analyze the experimental and statistical errors on the fidelity of
the gates and of the target states.
- Abstract（参考訳）: すべての量子アルゴリズムはシングルキュービットと2キュービットのゲートで表現できるが、より表現力のあるゲートセットはアルゴリズムの深さを減らすのに役立つ。
これはゲートエラーの存在、特にデコヒーレンスによって重要である。
超伝導量子ビットを用いて, 2量子ビット演算を同時に適用することにより3量子ビットゲートを実装し, 3体相互作用を実現する。
この方法は簡単に他の量子ハードウェアアーキテクチャに拡張され、実装には"確認ウェア"のアップグレードしか必要とせず、構成する2ビットゲートよりも高速である。
3ビットゲートは、量子回路のコンパイルにおいて柔軟性を生んでいる。
ゲートの忠実度は79.90\%$であり、これは端末のコヒーレンス限界に近い。
次に、新たなゲートを1回だけ適用することで、2つの絡み合った状態(ghz状態とw状態)を生成し、それに対して標準ゲート集合への分解は2と3の2量子ビットのゲート深さを持つ。
最後に,キャラクタリゼーション手法を組み合わせることで,ゲートと対象状態の忠実性に関する実験的・統計的誤差を分析した。
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