論文の概要: Geometric correspondence of noisy quantum dynamics and universal robust quantum gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14521v5
- Date: Thu, 01 May 2025 16:20:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:51.435886
- Title: Geometric correspondence of noisy quantum dynamics and universal robust quantum gates
- Title（参考訳）: 雑音量子力学と普遍ロバスト量子ゲートの幾何学的対応
- Authors: Yong-Ju Hai, Junning Li, Junkai Zeng, Xiu-Hao Deng,
- Abstract要約: 量子エラー進化図(QEED)の概念を紹介する。
これらのQEEDは、駆動ノイズ量子力学と幾何学空間曲線の二重対応を確立する。
本稿では,汎用雑音による誤差を補正するために,普遍ロバストな量子ゲートを設計するための枠組みを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information processing faces a significant hurdle: noise. Different noise sources induce varying errors in quantum operations depending on the underlying dynamics. To gain a deeper understanding of these error mechanisms, we introduce the concept of Quantum Error Evolution Diagrams (QEED). These QEEDs establish a dual correspondence between driven noisy quantum dynamics and geometric space curves, offering quantitative geometric metrics to assess the severity of these errors. This theory provides a framework for designing universal robust quantum gates to correct the errors induced by generic noises. Furthermore, we present a protocol for constructing a universal set of single- and two-qubit robust quantum gates. These gates, designed with simple and smooth control pulses of arbitrary length, achieve fidelities exceeding 99.99\% across a wide range of noise strengths. This geometric approach offers significant advantages over existing methods. Overall, our work provides new insights into the geometric nature of noisy quantum dynamics and paves the way for the development of approaches to dynamically correct quantum errors.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理はノイズという大きなハードルに直面している。
異なるノイズ源は、基礎となる力学に依存する量子演算において様々なエラーを引き起こす。
本稿では,これらの誤りメカニズムをより深く理解するために,量子エラー進化図(QEED)の概念を紹介する。
これらのQEEDは、駆動ノイズ量子力学と幾何学空間曲線の二重対応を確立し、これらの誤差の重大さを評価するための定量的な幾何学的指標を提供する。
この理論は、一般的な雑音によって引き起こされる誤差を修正するために、普遍的な堅牢な量子ゲートを設計するための枠組みを提供する。
さらに、単一および2量子ビットのロバストな量子ゲートの普遍的な集合を構築するためのプロトコルを提案する。
これらのゲートは任意の長さの単純で滑らかな制御パルスで設計されており、幅広いノイズ強度で99.99\%を超える忠実性を達成する。
この幾何学的アプローチは、既存の手法よりも大きな利点をもたらす。
全体として、我々の研究はノイズ量子力学の幾何学的性質に関する新たな洞察を提供し、量子エラーを動的に補正するアプローチを開発するための道を開く。
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