論文の概要: Quantum Computing by Quantum Walk on Quantum Slide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08659v1
• Date: Wed, 16 Nov 2022 04:19:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 09:50:48.019562
• Title: Quantum Computing by Quantum Walk on Quantum Slide
• Title（参考訳）: 量子スライド上の量子ウォークによる量子コンピューティング
• Authors: Fan Wang, Bin Cheng, Zi-Wei Cui and Man-Hong Yung
• Abstract要約: 連続時間量子ウォークは、量子計算の代替手法の1つである。 普遍的な量子計算を実現するために量子スライドをさらに適用する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.087383504015682
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Continuous-time quantum walk is one of the alternative approaches to quantum computation, where a universal set of quantum gates can be achieved by scattering a quantum walker on some specially-designed structures embedded in a sparse graph [Childs, Phys. Rev. Lett. 2009]. Recent advances in femtosecond laser-inscribed optical waveguides represent a promising physical platform for realizing this quantum-walk model of quantum computation. However, the major challenge is the problem of preparing a plane-wave initial state. Previously, the idea of quantum slide has been proposed and experimentally realized for demonstrating the working principle of NAND tree [Wang et al. Phy. Rev. Lett. 2020]. Here we show how quantum slide can be further applied to realize universal quantum computation, bypassing the plane-wave requirement. Specifically, we apply an external field to the perfect-state-transfer chain, which can generate a moving Gaussian wave packet with an arbitrary momentum. When the phase is properly tuned, the universal gate set in Childs' proposal can be realized in our scheme. Furthermore, we show that the gate fidelities increase with the length of the slide, and can reach unity asymptotically.
• Abstract（参考訳）: 連続時間量子ウォーキング(Continuous-time quantum walk)は、量子ゲートの普遍的な集合がスパースグラフに埋め込まれた特別な構造上に量子ウォーカーを散乱させることによって達成される量子計算の代替手法の1つである。 フェムト秒レーザーによる光導波路の最近の進歩は、量子計算の量子ウォークモデルを実現するための有望な物理プラットフォームである。 しかし、主な課題は、平面波の初期状態を作成する問題である。 従来,NAND木の作用原理(Wang et al. Phy. Rev. 2020)を実証するために,量子スライドの概念が提案され,実験的に実現されてきた。 ここでは、平面波の要求を回避して普遍的な量子計算を実現するために量子スライドをさらに適用する方法を示す。 具体的には、外部フィールドを完全状態転送チェーンに適用し、任意の運動量を持つ移動ガウス波パケットを生成することができる。 フェーズが適切に調整された場合、子の提案におけるユニバーサルゲートセットは、このスキームで実現できる。 さらに,スライドの長さによってゲートの忠実度が増加し,漸近的に一様になることを示す。

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