論文の概要: Dynamical-Corrected Nonadiabatic Geometric Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.04167v2
• Date: Tue, 11 Jul 2023 16:52:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-12 19:00:45.868313
• Title: Dynamical-Corrected Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
• Title（参考訳）: 動的補正非線形幾何量子計算
• Authors: Cheng-Yun Ding, Li Chen, Li-Hua Zhang and Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 一般的な動的補正手法と組み合わせた有効幾何スキームを提案する。 提案手法は,大規模なフォールトトレラント量子計算を探索するための有望な方法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.941657239723108
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, nonadiabatic geometric quantum computation has been received great attentions, due to its fast operation and intrinsic error resilience. However, compared with the corresponding dynamical gates, the robustness of implemented nonadiabatic geometric gates based on the conventional single-loop scheme still has the same order of magnitude due to the requirement of strict multi-segment geometric controls, and the inherent geometric fault-tolerance characteristic is not fully explored. Here, we present an effective geometric scheme combined with a general dynamical-corrected technique, with which the super-robust nonadiabatic geometric quantum gates can be constructed over the conventional single-loop and two-loop composite-pulse strategies, in terms of resisting the systematic error, i.e., $\sigma_x$ error. In addition, combined with the decoherence-free subspace (DFS) coding, the resulting geometric gates can also effectively suppress the $\sigma_z$ error caused by the collective dephasing. Notably, our protocol is a general one with simple experimental setups, which can be potentially implemented in different quantum systems, such as Rydberg atoms, trapped ions and superconducting qubits. These results indicate that our scheme represents a promising way to explore large-scale fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 近年,非断熱的幾何量子計算は,その動作速度と固有誤差のレジリエンスから大きな注目を集めている。 しかし, 従来の単ループ方式を基本とした非断熱的幾何ゲートのロバスト性は, 厳密なマルチセグメント幾何制御を必要とするため, いまだに同じ大きさであり, 固有の幾何的耐故障特性は十分に解明されていない。 本稿では,従来の単一ループおよび2ループ複合パルス戦略,すなわち$\sigma_x$ 誤差に抵抗する手法を用いて,超ロバスト非断熱幾何ゲートを構成できる汎用力学補正手法と組み合わせた効率的な幾何学スキームを提案する。 さらに、デコヒーレンスフリー部分空間(DFS)符号化と組み合わせることで、結果として得られる幾何ゲートは、集合的デフォーカスによる$\sigma_z$エラーを効果的に抑制することができる。 特に、我々のプロトコルは、単純な実験的なセットアップを持つ一般的なプロトコルであり、rydberg原子、閉じ込められたイオン、超伝導量子ビットなど、異なる量子システムで実装できる可能性がある。 これらの結果から,本手法は大規模フォールトトレラント量子計算において有望な手法であることが示唆された。

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