論文の概要: The effect of fast noise on the fidelity of trapped-ions quantum gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.03570v1
- Date: Sat, 6 Aug 2022 19:37:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-02 02:25:49.554638
- Title: The effect of fast noise on the fidelity of trapped-ions quantum gates
- Title（参考訳）: 捕捉イオン量子ゲートの忠実性に及ぼす高速雑音の影響
- Authors: Haim Nakav, Ran Finkelstein, Lee Peleg, Nitzan Akerman and Roee Ozeri
- Abstract要約: トラップイオン系における1および2量子ゲートの忠実度に及ぼす高速ノイズの影響について検討した。
我々の分析は、量子ハードウェアプラットフォームとゲートの認知を導くのに役立ち、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの忠実性を向上させるのに役立ちます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High fidelity single and multi-qubit operations compose the backbone of
quantum information processing. This fidelity is based on the ability to couple
single- or two-qubit levels in an extremely coherent and precise manner. A
necessary condition for coherent quantum evolution is a highly stable local
oscillator driving these transitions. Here we study the effect of fast noise,
that is noise at frequencies much higher than the local oscillator linewidth,
on the fidelity of one- and two-qubit gates in a trapped-ion system. We analyze
and measure the effect of fast noise on single qubit operations including
resonant $\pi$ rotations and off-resonant sideband transitions . We further
analyze the effect of fast phase noise on the Molmer-Sorensen two-qubit gate.
We find a unified and simple way to estimate the performance of all of these
operations through a single parameter given by the noise power spectral density
at the qubit response frequency. While our analysis focuses on phase noise and
on trapped-ion systems, it is relevant for other sources of fast noise as well
as for other qubit systems in which spin-like qubits are coupled by a common
bosonic field. Our analysis can help in guiding the deign of quantum hardware
platforms and gates, improving their fidelity towards fault-tolerant quantum
computing.
- Abstract（参考訳）: 高忠実度シングルおよびマルチ量子ビット演算は量子情報処理のバックボーンを構成する。
この忠実度は、1ビットまたは2ビットのレベルを極めて整合的で正確な方法で結合する能力に基づいている。
コヒーレント量子進化に必要な条件は、これらの遷移を駆動する非常に安定な局所振動子である。
本稿では,局所発振器線幅よりもはるかに高い周波数での雑音である高速雑音が,閉じ込められたイオン系の1ビットおよび2ビットゲートの忠実度に及ぼす影響について検討する。
我々は,共振する$\pi$ 回転とオフ共振側バンド遷移を含む単一量子ビット演算に対する高速雑音の影響を解析・測定する。
さらに, モルマー・ソレンセン2量子ゲートにおける高速位相雑音の影響を解析した。
我々は、量子ビット応答周波数における雑音パワースペクトル密度から与えられる単一のパラメータを通して、これら全ての演算の性能を統一的かつ簡便に推定する方法を見出した。
解析は位相雑音や閉じ込められたイオン系に焦点をあてるが、他の高速ノイズ源やスピン状量子ビットが共通のボソニック場によって結合された他の量子ビット系に関係している。
私たちの分析は、量子ハードウェアプラットフォームとゲートの分離を導くのに役立ち、フォールトトレラントな量子コンピューティングに対する信頼性を向上させることができます。
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