論文の概要: Limits to Quantum Gate Fidelity from Near-Field Thermal and Vacuum Fluctuations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.09441v3
• Date: Thu, 8 Jun 2023 17:44:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-09 20:39:37.370497
• Title: Limits to Quantum Gate Fidelity from Near-Field Thermal and Vacuum Fluctuations
• Title（参考訳）: 近接場熱・真空ゆらぎによる量子ゲート忠実性の限界
• Authors: Wenbo Sun, Sathwik Bharadwaj, Li-Ping Yang, Yu-Ling Hsueh, Yifan Wang, Dan Jiao, Rajib Rahman, and Zubin Jacob
• Abstract要約: エバネッセント波ジョンソンノイズ(EWJN)は、熱と真空のゆらぎに起因する。 EWJNはスピン量子ビットの崩壊を誘導し、量子ゲートの操作フィリティを制限する。 EWJNにより誘導される2つの量子コンピューティングプラットフォームにおける2つのスピン量子ゲート忠実度に対する制限について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.344927971260676
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity quantum gate operations are essential for achieving scalable quantum circuits. In spin qubit quantum computing systems, metallic gates and antennas which are necessary for qubit operation, initialization, and readout, also cause detriments by enhancing fluctuations of electromagnetic fields. Therefore evanescent wave Johnson noise (EWJN) caused by thermal and vacuum fluctuations becomes an important unmitigated noise, which induces the decay of spin qubits and limits the quantum gate operation fidelity. Here, we first develop a quantum electrodynamics theory of EWJN. Then we propose a numerical technique based on volume integral equations to quantify EWJN strength in the vicinity of nanofabricated metallic gates with arbitrary geometry. We study the limits to two spin-qubit gate fidelity from EWJN-induced relaxation processes in two experimentally relevant quantum computing platforms: (a) silicon quantum dot system and (b) NV centers in diamond. Finally, we introduce the Lindbladian engineering method to optimize the control pulse sequence design and show its enhanced performance over Hamiltonian engineering in mitigating the influence of thermal and vacuum fluctuations. Our work leverages advances in computational electromagnetics, fluctuational electrodynamics and open quantum systems to suppress the effects of thermal and vacuum fluctuations and reach the limits of two-spin-qubit gate fidelity.
• Abstract（参考訳）: 高忠実な量子ゲート演算はスケーラブルな量子回路の実現に不可欠である。 スピン量子ビット量子コンピューティングシステムでは、量子ビットの動作、初期化、読み出しに必要な金属ゲートとアンテナも電磁界のゆらぎを増大させることで障害を引き起こす。 したがって、熱と真空のゆらぎに起因するエバネッセント波ジョンソンノイズ(EWJN)は、スピン量子ビットの崩壊を誘発し、量子ゲートの動作フィディリティを制限する重要な未緩和ノイズとなる。 ここでは、まずEWJNの量子電磁力学理論を開発する。 次に,ナノファブリケート金属ゲート近傍のEWJN強度を任意の形状で定量化するための体積積分方程式に基づく数値計算手法を提案する。 EWJNによる2つの量子コンピューティングプラットフォームにおける緩和過程からの2つのスピン量子ゲート忠実度に対する限界について検討する。 (a)シリコン量子ドットシステム及び (b)ダイヤモンド中のNV中心。 最後に,制御パルスシーケンス設計を最適化するリンドブラッド工学法を紹介し,熱・真空揺らぎの影響を緩和するハミルトン工学よりも高い性能を示す。 本研究は, 電磁気学, ゆらぎ電磁力学, 開量子力学の進歩を活かし, 熱・真空ゆらぎの影響を抑制し, 2スピン量子ビットゲートの忠実度限界に達した。

関連論文リスト

• Dynamic sweet spot of driven flopping-mode spin qubits in planar quantum dots [0.0]
  平面二重量子ドット(DQD)スピン量子ビットに対する電気ノイズの影響について, 点レベルに印加した交流ゲートの影響について検討した。 クォービットをオフ共鳴的に駆動することは電荷ノイズの影響を効果的に軽減し、ダイナミックなスイートスポットの出現につながる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-07T12:36:48Z)
• Mitigating Errors on Superconducting Quantum Processors through Fuzzy Clustering [38.02852247910155]
  新しいQuantum Error Mitigation(QEM)技術では、Fizzy C-Meansクラスタリングを使用して測定エラーパターンを特定できる。 実 NISQ 5-qubit 量子プロセッサのサブセットとして得られた 2-qubit レジスタ上で,この手法の原理的検証を報告する。 我々は、FCMベースのQEM技術により、単一および2ビットゲートベースの量子回路の期待値が合理的に改善できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-02T14:02:45Z)
• Quantum error mitigation for Fourier moment computation [49.1574468325115]
  本稿では、超伝導量子ハードウェアにおける核効果場理論の文脈におけるフーリエモーメントの計算に焦点を当てる。 この研究は、制御反転ゲートを用いたアダマール試験にエコー検証と雑音再正規化を統合した。 ノイズモデルを用いて解析した結果,2桁のノイズ強度が顕著に低下することが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-23T19:10:24Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Extending the coherence time of spin defects in hBN enables advanced qubit control and quantum sensing [0.0]
  この研究は、剥離性材料中のスピン欠陥を用いたナノスケールセンシングの基礎を築いた。 量子センサーや量子ネットワークへの有望な道を開き、超薄型構造に統合される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-24T23:00:12Z)
• Modelling semiconductor spin qubits and their charge noise environment for quantum gate fidelity estimation [0.9406493726662083]
  半導体量子ドットに閉じ込められた電子のスピンは量子ビット(量子ビット)の実装の有望な候補である。 本稿では、二重量子ドット(DQD)デバイスと荷電ノイズ環境のための共モデリングフレームワークを提案する。 量子ゲート誤差と量子ドット閉じ込めの逆相関を求める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-10T10:12:54Z)
• Simulating the electronic structure of spin defects on quantum computers [0.0]
  量子コンピュータ上で行った固体中のスピン欠陥の基底の計算と励起状態のエネルギーについて述べる。 ダイヤモンド中の負電荷窒素空孔中心と4H-SiCの二重空孔中心に焦点をあてる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-08T17:55:23Z)
• Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates on Decoherence-Protected Qubits [4.18804572788063]
  本稿では,幾何学的位相アプローチと動的補正手法を組み合わせた量子演算手法を提案する。 本手法は超伝導回路上に実装されており,従来の実装も簡略化されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-06T14:39:52Z)
• Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum Gates with Two Dark Paths in a Trapped Ion [41.36300605844117]
  共振駆動を持つ4レベル系をベースとした171mathrmYb+$イオンを捕捉した2つの暗い経路に非断熱型ホロノミック単一量子ゲートを示す。 現在の実験技術では、非自明なホロノミック2量子ビット量子ゲートも実現可能である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-19T06:57:50Z)
• Probing the coherence of solid-state qubits at avoided crossings [51.805457601192614]
  本研究では,核スピン浴と相互作用する常磁性欠陥の量子力学について検討した。 提案された理論的アプローチは、第一原理からスピン量子ビットのコヒーレンス特性を設計する方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-21T15:37:59Z)
• Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic electron-spin qubits [62.997667081978825]
  表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。 動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)

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。