論文の概要: Witnessing entanglement in trapped-ion quantum error correction under realistic noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.07479v1
• Date: Wed, 14 Dec 2022 20:00:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 14:30:53.591991
• Title: Witnessing entanglement in trapped-ion quantum error correction under realistic noise
• Title（参考訳）: 実雑音下での捕捉イオン量子誤差補正における絡み合いの観察
• Authors: Andrea Rodriguez-Blanco, Farid Shahandeh, and Alejandro Bermudez
• Abstract要約: 量子誤り補正(Quantum Error Correction, QEC)は、論理情報を複数の物理量子ビットに符号化することで冗長性を利用する。 トラップイオンプラットフォームで使用される2量子光シフトゲートの平均ゲート不忠実度を推定するために,詳細な顕微鏡誤差モデルを提案する。 次に、この現実的な誤差モデルを適用し、QECビルディングブロックとして機能する回路によって生成されるマルチパーティントの絡み合いを定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Error Correction (QEC) exploits redundancy by encoding logical information into multiple physical qubits. In current implementations of QEC, sequences of non-perfect two-qubit entangling gates are used to codify the information redundantly into multipartite entangled states. Also, to extract the error syndrome, a series of two-qubit gates are used to build parity-check readout circuits. In the case of noisy gates, both steps cannot be performed perfectly, and an error model needs to be provided to assess the performance of QEC. We present a detailed microscopic error model to estimate the average gate infidelity of two-qubit light-shift gates used in trapped-ion platforms. We analytically derive leading-error contributions in terms of microscopic parameters and present effective error models that connect the error rates typically used in phenomenological accounts to the microscopic gate infidelities hereby derived. We then apply this realistic error model to quantify the multipartite entanglement generated by circuits that act as QEC building blocks. We do so by using entanglement witnesses, complementing in this way the recent studies by exploring the effects of a more realistic microscopic noise.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー補正(QEC)は論理情報を複数の物理量子ビットに符号化することで冗長性を利用する。 QECの現在の実装では、完全でない2量子エンタングルゲートのシーケンスを使用して、情報を冗長にマルチパーティントエンタングル状態に符号化する。 また、エラーシンドロームを抽出するために、パリティチェック読み出し回路を構築するために、一連の2ビットゲートを使用する。 ノイズゲートの場合、両方のステップを完璧に実行することができず、QECの性能を評価するためにエラーモデルを提供する必要がある。 トラップイオンプラットフォームで使用される2量子光シフトゲートの平均ゲート不忠実度を推定するための詳細な顕微鏡誤差モデルを提案する。 我々は, 現象学的によく用いられる誤り率と, ここから導出される微小ゲート不忠実度を結合する, 顕微鏡パラメータによる先行エラー寄与を解析的に導出した。 次に、この現実的な誤差モデルを適用し、QECビルディングブロックとして機能する回路によって生成される多部絡み合いを定量化する。 我々は,より現実的な微視的雑音の影響を探究することにより,絡み合いの目撃者を用いて,最近の研究を補完する。

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