論文の概要: Robust quantum control for higher order coupling term in trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08150v1
• Date: Tue, 15 Nov 2022 14:01:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 12:39:42.254867
• Title: Robust quantum control for higher order coupling term in trapped ions
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオンの高次カップリング項に対するロバスト量子制御
• Authors: Jing-Bo Wang
• Abstract要約: 本稿では,トラップイオンにおける新しいロバストな量子制御最適化法を提案する。 誤差による高次項を最適化コスト関数に導入することにより,極めて堅牢なモルマー・ソレンセンゲートを作成した。 本研究は, イオンパルス制御最適化における高次結合項の意義を明らかにするものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.656454497798153
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Trapped ion hardware has made significant progress recently and is now one of the leading platforms for quantum computing. To construct two-qubit gates in trapped ions, experimental manipulation approaches for ion chains are becoming increasingly prevalent. Given the restricted control technology, how implementing high-fidelity quantum gate operations is crucial. Many works in current pulse design optimization focus on ion-phonon and effective ion-ion coupling while ignoring the higher-order expansion impacts of these two terms brought on by experiment defects. This paper proposed a novel robust quantum control optimization method in trapped ions. By introducing the higher-order terms caused by the error into the optimization cost function, we generated an extremely robust Molmer-Sorensen gate with infidelity below $10^{-3}$ under drift noise range $\pm 10$ kHz and time noise range $\pm 0.02$. Our work reveals the vital role of higher-order coupling terms in trapped ion pulse control optimization, especially the higher ion-ion coupling order, and provides a robust optimization scheme for realizing more efficient entangled states in trapped ion platforms.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたionハードウェアは近年大きく進歩し、現在量子コンピューティングにおける主要なプラットフォームの1つとなっている。 閉じ込められたイオン中に2量子ビットゲートを構築するため、イオン鎖の実験的操作法が普及している。 制限された制御技術を考えると、高忠実度量子ゲート操作の実装は不可欠である。 現在のパルス設計最適化における多くの研究は、実験欠陥によって引き起こされたこれらの2項の高次展開の影響を無視しながら、イオンフォノンと効果的なイオン結合に焦点を当てている。 本稿では, 捕捉イオンの量子制御最適化手法を提案する。 最適化コスト関数に誤差に起因する高次項を導入することで、ドリフトノイズ範囲$\pm 10$ khzと時間ノイズ範囲$\pm 0.02$の極めて堅牢なmolmer-sorensenゲートを生成した。 本研究は, 捕捉イオンパルス制御最適化における高次結合項, 特に高いイオン-イオンカップリング次数における重要な役割を明らかにし, 捕捉イオンプラットフォームにおけるより効率的な絡み合った状態を実現するためのロバストな最適化手法を提供する。

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