論文の概要: Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric Quantum Gates in a Superconducting Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03326v1
• Date: Fri, 7 Oct 2022 04:56:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 08:14:26.911260
• Title: Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric Quantum Gates in a Superconducting Circuit
• Title（参考訳）: 超伝導回路における非環状・非断熱幾何量子ゲートの実験的実装
• Authors: Zhuang Ma, Jianwen Xu, Tao Chen, Yu Zhang, Wen Zheng, Dong Lan, Zheng-Yuan Xue, Xinsheng Tan, Yang Yu
• Abstract要約: 超伝導回路において,非循環型および非断熱型量子ゲートの集合を実験的に実装した。 この結果から,高速で高忠実で高抵抗な量子ゲートを実現するための有望なルーチンが得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.92931729758348
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum gates based on geometric phases possess intrinsic noise-resilience features and therefore attract much attention. However, the implementations of previous geometric quantum computation typically require a long pulse time of gates. As a result, their experimental control inevitably suffers from the cumulative disturbances of systematic errors due to excessive time consumption. Here, we experimentally implement a set of noncyclic and nonadiabatic geometric quantum gates in a superconducting circuit, which greatly shortens the gate time. And also, we experimentally verify that our universal single-qubit geometric gates are more robust to both the Rabi frequency error and qubit frequency shift-induced error, compared to the conventional dynamical gates, by using the randomized benchmarking method. Moreover, this scheme can be utilized to construct two-qubit geometric operations, while the generation of the maximally entangled Bell states is demonstrated. Therefore, our results provide a promising routine to achieve fast, high-fidelity, and error-resilient quantum gates in superconducting quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的位相に基づく量子ゲートは固有のノイズ抵抗特性を持ち、それゆえ多くの注目を集める。 しかし、従来の幾何量子計算の実装は通常、ゲートの長いパルス時間を必要とする。 その結果, 過度な時間消費による系統的エラーの累積的乱れに必然的に悩まされる。 本研究では, 超伝導回路において非環状および非断熱な幾何量子ゲートのセットを実験的に実装し, ゲート時間を大幅に短縮する。 また,従来の動的ゲートと比較して,Raviの周波数誤差とqubitの周波数シフトによる誤差の両方に対して,ランダム化ベンチマーク法を用いて,我々の普遍的な単一量子ビット幾何ゲートがより堅牢であることを実験的に検証した。 さらに、このスキームを利用して2量子幾何演算を構築できる一方で、最大絡み合うベル状態の生成を実証する。 したがって, 超伝導量子回路における高速かつ高忠実で, エラー耐性の量子ゲートを実現するための有望なルーチンを提供する。

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