論文の概要: Time-optimal universal quantum gates on superconducting circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03334v1
• Date: Mon, 9 Jan 2023 13:41:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-10 17:54:37.858684
• Title: Time-optimal universal quantum gates on superconducting circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路上の時間最適ユニバーサル量子ゲート
• Authors: Ze Li, Ming-Jie Liang, Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 超伝導量子ビット上での普遍的な量子ゲートを2次元2乗格子構成で実現する手法を提案する。 強調誤りの影響を低減するため,デコヒーレンス自由部分空間も実装に組み込まれている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.292682210992072
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Decoherence is an inevitable problem when targeting to increase the fidelity of quantum gates, and thus is one of the main obstacles for large-scale quantum computation. The longer a gate operation is, the more decoherence-induced gate infidelity will be. Therefore, how to shorten the gate time becomes an urgent problem to be solved. To this end, time-optimal control based on solving the quantum brachistochron equation is a straightforward solution. Here, based on time-optimal control, we propose a scheme to realize universal quantum gates on superconducting qubits, in a two-dimensional square lattice configuration, and the two-qubit gate fidelity can be higher than $99.7\%$. Meanwhile, we can further accelerate the z-axis gate considerably by adjusting the time-independent detuning. Finally, in order to reduce the influence of the dephasing error, decoherence free subspace is also incorporated in our physical implementation. Therefore, we present a promising fast scheme for large-scale quantum computation.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンス(decoherence)は、量子ゲートの忠実性を高めることを目標とする場合の必然的な問題であり、大規模量子計算の主要な障害の1つである。 ゲート操作が長ければ長いほど、デコヒーレンスによって引き起こされるゲート不忠実性は大きくなる。 したがって、ゲート時間を短くする方法は、解決すべき緊急の問題となる。 この目的のために、量子ブラヒストロン方程式の解法に基づく時間最適制御は簡単な解である。 ここでは、時間最適制御に基づき、2次元の正方格子配置で超伝導量子ビット上の普遍量子ゲートを実現するスキームを提案し、2量子ビットゲートの忠実度は99.7\%$以上となる。 一方、時間非依存のデチューニングを調整することにより、z軸ゲートをかなり加速することができる。 最後に、デファスメントエラーの影響を低減するため、デコヒーレンス自由部分空間も物理実装に組み込まれている。 そこで我々は,大規模量子計算のための有望な高速スキームを提案する。

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