論文の概要: Modeling and simulation of a quantum thermal noise on the qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.03582v1
- Date: Wed, 7 Dec 2022 11:55:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 16:45:08.023132
- Title: Modeling and simulation of a quantum thermal noise on the qubit
- Title（参考訳）: 量子ビット上の量子熱雑音のモデル化とシミュレーション
- Authors: Francois Chapeau-Blondeau
- Abstract要約: クォービット熱雑音は、任意の温度で熱浴との相互作用を記述する。
基本量子ビット演算子からの熱雑音をシミュレートする回路モデルを構築した。
このシミュレータは、量子プロセッサ用の既存の量子回路ライブラリに有用な追加である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum noise or decoherence is a major factor impacting the performance of
quantum technologies. On the qubit, an important quantum noise, often relevant
in practice, is the thermal noise or generalized amplitude damping noise,
describing the interaction with a thermal bath at an arbitrary temperature. A
qubit thermal noise however cannot be modeled nor directly simulated with a few
elementary Pauli operators, but instead requires specific operators. Our main
goal here is to construct a circuit model for simulating the thermal noise from
standard elementary qubit operators. Starting from a common quantum-operation
model based on Kraus operators and an associated qubit-environment model, we
derive a proper Stinespring dilated representation for the thermal noise. This
dilated unitary model is then decomposed in terms of simple elementary qubit
operators, and converted into a circuit based on elementary quantum gates. We
arrive at our targeted simulator circuit for the thermal noise, coming with
built-in easy control on the noise parameters. The noise simulator is then
physically implemented and tested on an IBM-Q quantum processor. The simulator
represents a useful addition to existing libraries of quantum circuits for
quantum processors, and it offers a new tool for investigating quantum signal
and information processing having to cope with thermal noise.
- Abstract（参考訳）: 量子ノイズまたはデコヒーレンスは、量子技術の性能に影響を与える主要な要因である。
量子ビット上では、実際は重要な量子ノイズが熱雑音または一般化振幅減衰雑音であり、任意の温度で熱浴との相互作用を記述する。
しかし、量子ビットの熱雑音は数個の基本ポーリ作用素ではモデル化も直接シミュレートもできないが、特定の演算子を必要とする。
ここでの主な目標は、標準的な基本量子ビット演算子の熱雑音をシミュレートする回路モデルを構築することです。
kraus演算子に基づく一般的な量子演算モデルと関連する量子環境モデルから始まり、熱雑音に対する適切なスティンスプリング拡張表現を導出する。
この拡張ユニタリモデルは、単純な基本量子ビット作用素によって分解され、基本量子ゲートに基づく回路に変換される。
熱騒音を想定したシミュレータ回路に到達し,ノイズパラメータの簡易制御が組み込まれている。
その後、ノイズシミュレータが実装され、IBM-Q量子プロセッサ上でテストされる。
このシミュレータは、量子プロセッサ用の既存の量子回路ライブラリに有用な追加であり、量子信号と熱雑音に対処する情報処理を調査するための新しいツールを提供する。
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