論文の概要: Optimizing nonadiabatic geometric quantum gates against off-resonance
error by dynamical correction in a silicon-based spin qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.04597v2
- Date: Mon, 9 Jan 2023 03:19:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-05 12:40:00.755178
- Title: Optimizing nonadiabatic geometric quantum gates against off-resonance
error by dynamical correction in a silicon-based spin qubit
- Title（参考訳）: シリコン系スピン量子ビットの動的補正によるオフ共振誤差に対する非断熱幾何量子ゲートの最適化
- Authors: Liu-Jun Guo, Hai Xu, Zi-Yu Fang, Tao Chen, Kejin Wei, Chengxian Zhang
- Abstract要約: シリコン系スピン量子ビットでは、オフ共振誤差が支配的なノイズであり、劣化を引き起こす可能性がある。
我々は、$pi$-pulseの動的修正シーケンスで挿入された特定の進化経路を拾い上げることで、最適化された幾何ゲートがオフ共振誤差に対して堅牢であることを発見した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.107057180879791
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Geometric quantum gates are performed by using the geometric phase, making
them particularly robust to the pulse amplitude error due to the intrinsic
global property. However, in many systems, such as the silicon-based spin
qubits, the off-resonance error is the dominant noise, which can cause
dephasing and is always difficult to deal with for a geometric gate. Thus how
to deal with the off-resonance error is very significant for the application of
the geometric gates. A recent work in \emph{Phy. Rev. Appl. 16, 044005 (2021)}
reveals that by inserting two $\pi$-pulse dynamically corrected sequences into
the evolution paths, the holonomic quantum gate is effective to suppress the
pulse amplitude error, however it is still useless for combating the
off-resonance error. Inspired by this work, we combine using the techniques of
dynamical correction and path design. Surprisingly, we find that by picking up
a specific evolution path inserted by only a $\pi$-pulse dynamically corrected
sequence, the obtained optimized geometric gate is robust to the off-resonance
error, assuming the noise is static. Further, by calculating the filter
function considering the realistic $1/f$-type noise in silicon, the related
results show that the performance of the optimized geometric gate can also
surpass both the conventional geometric gate and the naive dynamical gate
constructed without using the geometric phase. Our results indicate dynamical
correction is an powerful tool to improve the geometric gate.
- Abstract（参考訳）: 幾何学的量子ゲートは幾何学的位相を用いて行われ、固有大域特性によるパルス振幅誤差に対して特に頑健である。
しかし、シリコンベースのスピン量子ビットのような多くのシステムでは、オフ共振誤差が支配的なノイズであり、遅延の原因となり、幾何学的ゲートを扱うのは常に困難である。
したがって、オフ共振誤差に対処する方法は幾何学的ゲートの適用において非常に重要である。
A recent work in \emph{Phy.
Rev. Appl。
16, 044005 (2021)} は、2つの$\pi$-pulseの動的修正シーケンスを進化経路に挿入することにより、ホロノミック量子ゲートはパルス振幅誤差を抑制するのに有効であるが、オフ共振誤差と戦うには役に立たないことを示した。
本研究に触発されて,動的補正技術と経路設計技術を組み合わせた。
驚くべきことに、$\pi$-pulse動的に補正されたシーケンスで挿入された特定の進化経路を拾うことで、得られた最適化幾何ゲートはノイズが静的であると仮定してオフ共鳴誤差に頑健であることが分かる。
さらに, シリコンのリアルな1/f$型雑音を考慮したフィルタ関数の計算により, 最適化された幾何ゲートの性能は, 幾何位相を使わずに構築された従来の幾何ゲートとナイーブ力学ゲートの両方を上回り得ることを示した。
その結果,動的補正は幾何学的ゲートを改善する強力なツールであることがわかった。
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