論文の概要: Time-optimal universal quantum gates on superconducting circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03334v2
- Date: Tue, 24 Oct 2023 03:17:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 03:18:11.089854
- 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,デコヒーレンスフリーな部分空間符号化も実装に取り入れた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5512702032483539
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Decoherence is inevitable when manipulating quantum systems. It decreases the
quality of quantum manipulations and thus is one of the main obstacles for
large-scale quantum computation, where high-fidelity quantum gates are needed.
Generally, 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 brachistochrone 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 approaches 99.9\%. Meanwhile, we can further
accelerate the Z-axis gate considerably by adjusting the detuning of the
external driving. Finally, in order to reduce the influence of the dephasing
error, decoherence-free subspace encoding is also incorporated in our physical
implementation. Therefore, we present a fast quantum scheme which is promising
for large-scale quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 量子系を操作する場合、デコヒーレンスは避けられない。
量子操作の質を低下させるため、高忠実度量子ゲートを必要とする大規模量子計算の主要な障害の1つである。
一般的に、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の不完全性が増す。
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、量子ブラヒストローネ方程式の解法に基づく時間最適制御は簡単な解である。
本稿では,2次元正方格子配置の超伝導量子ビット上での普遍量子ゲートを実現する手法を提案し,2量子ビットゲートの忠実度は99.9\%に近づく。
一方、外部駆動の変形を調整することにより、Z軸ゲートをかなり加速させることができる。
最後に,デフォーカスエラーの影響を低減するために,デコヒーレンスフリーな部分空間符号化も実装に取り入れた。
そこで我々は,大規模量子計算に期待できる高速量子スキームを提案する。
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