論文の概要: Preferred Interaction Ranges in Neutral-Atom Arrays in the Presence of
Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.09234v1
- Date: Mon, 19 Sep 2022 17:56:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 02:04:35.275435
- Title: Preferred Interaction Ranges in Neutral-Atom Arrays in the Presence of
Noise
- Title（参考訳）: 雑音下における中性原子配列の優先相互作用範囲
- Authors: David C. Spierings, Edwin Tham, Aharon Brodutch, Ilia Khait
- Abstract要約: 絡み合うゲートの設計における2つの重要なゴールは、低いエラー率と高い接続性である。
我々は、リドベルク封鎖効果を介する2量子ゲートを介して相互作用する中性原子の2次元(2次元)配列におけるトレードオフについて検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Successful execution of a quantum information processing (QIP) task on a
quantum processing device depends on the availability of high-quality
entangling gates. Two important goals in the design and implementation of any
entangling gate are low error rates and high connectivity. The former minimizes
unintended perturbations to the quantum state during application of that gate,
while the latter maximizes the set of qubits that can interact directly without
remapping the QIP task through intermediary qubits -- a step that can require
many additional gates. Unfortunately, these goals can sometimes conflict,
necessitating a careful trade-off. In this work, we study that trade-off in
two-dimensional (2D) arrays of neutral atoms interacting through two-qubit
gates mediated by the Rydberg blockade effect. The connectivity associated with
Rydberg mediated gates on a 2D array is limited by the strength of the Rydberg
blockade shift, which decays with distance. Whereas a common strategy to
improving connectivity is to use Rydberg levels with larger dipole moments,
doing so also leaves the atom more susceptible to electric field noise. Here,
we simulate the performance of various logical QIP operations under realistic
noise sources and for a variety of Rydberg levels in order to evaluate the
connectivity versus gate error trade-off. We find that under many noise
regimes, a preferred range of interaction emerges that best satisfies that
trade-off. While the exact optimum interaction range depends closely on the
details of the atomic implementation, we present simple scaling arguments with
broad applicability that should inform future hardware and compiler design
choices.
- Abstract（参考訳）: 量子処理装置における量子情報処理(QIP)タスクの正常実行は、高品質なエンタングゲートの可用性に依存する。
絡み合うゲートの設計と実装における2つの重要なゴールは、低いエラー率と高い接続性である。
前者は、そのゲートの適用中に意図しない量子状態への摂動を最小限に抑え、後者は、多くの追加ゲートを必要とするステップである中間キュービットを通じてQIPタスクを再マッピングすることなく直接対話できる量子ビットのセットを最大化する。
残念なことに、これらの目標はしばしば対立し、慎重なトレードオフを必要とします。
本研究では,2量子ゲートを介して相互作用する中性原子の2次元(2次元)配列のトレードオフを,rydbergブロック効果によって検討する。
2次元アレイ上のリードベルク媒介ゲートに関連する接続性は、距離で崩壊するライドベルク封鎖シフトの強さによって制限される。
接続性を改善するための一般的な戦略は、より大きな双極子モーメントを持つリドベルク準位を使用することであるが、そのためには電場ノイズの影響を受けやすい原子も残されている。
本稿では,現実的なノイズ源とrydbergレベルにおける様々な論理qip動作の性能をシミュレートし,接続性とゲートエラーのトレードオフを評価する。
多くのノイズ体制の下では、そのトレードオフを最も満足する、望ましい相互作用が出現する。
正確な最適相互作用範囲は、アトミック実装の詳細に大きく依存するが、将来のハードウェアおよびコンパイラ設計の選択を知らせるために、幅広い適用性を持つ単純なスケーリング引数を示す。
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