論文の概要: A Multi-Qubit Quantum Gate Using the Zeno Effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.05988v1
- Date: Fri, 11 Nov 2022 03:54:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 18:35:12.048095
- Title: A Multi-Qubit Quantum Gate Using the Zeno Effect
- Title（参考訳）: ゼノ効果を用いたマルチ量子ビット量子ゲート
- Authors: Philippe Lewalle, Leigh S. Martin, Emmanuel Flurin, Song Zhang, Eliya
Blumenthal, Shay Hacohen-Gourgy, Daniel Burgarth, K. Birgitta Whaley
- Abstract要約: 単一の量子ビット制御しか持たない非相互作用系を、2ビットまたは複数ビットのエンタングゲートに変換することができることを示す。
ゲートはシステム上の幾何学的位相で機能し、特定の非局所部分空間内に位置することを条件にしている。
このゲートは回路および空洞QEDシステムの実装に有効であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8249709209063887
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Zeno effect, in which repeated observation freezes the dynamics of a
quantum system, stands as an iconic oddity of quantum mechanics. When a
measurement is unable to distinguish between states in a subspace, the dynamics
within that subspace can be profoundly altered, leading to non-trivial
behavior. Here we show that such a measurement can turn a non-interacting
system with only single-qubit control into a two- or multi-qubit entangling
gate, which we call a Zeno gate. The gate works by imparting a geometric phase
on the system, conditioned on it lying within a particular nonlocal subspace.
We derive simple closed-form expressions for the gate fidelity under a number
of non-idealities and show that the gate is viable for implementation in
circuit and cavity QED systems. More specifically, we illustrate the
functioning of the gate via dispersive readout in both the Markovian and
non-Markovian readout regimes, and derive conditions for longitudinal readout
to ideally realize the gate.
- Abstract（参考訳）: 繰り返し観測されるゼノ効果は量子系の力学を凍結させ、量子力学の象徴的な奇性として機能する。
測定が部分空間内の状態と区別できない場合、その部分空間内のダイナミクスは著しく変化し、非自明な振る舞いをもたらす。
そこで,このような測定により,単一ビット制御のみの非干渉系を2ビットあるいは複数ビットのエンタングゲートに変換し,これをゼノゲートと呼ぶ。
ゲートは、ある特定の非局所部分空間内に位置するシステム上に幾何位相を付与することで機能する。
我々は,複数の非イデアル条件下でのゲート忠実度に対する単純な閉形式表現を導出し,回路およびキャビティQEDシステムにおいてゲートが実装可能であることを示す。
より具体的には、マルコフ的および非マルコフ的読み出し規則の両方において、分散的読み出しによるゲートの機能を説明し、ゲートを理想的に実現するための長手読み出し条件を導出する。
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