論文の概要: Noisy Qudit vs Multiple Qubits : Conditions on Gate Efficiency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.04543v1
- Date: Thu, 9 Feb 2023 10:16:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-10 16:10:33.623991
- Title: Noisy Qudit vs Multiple Qubits : Conditions on Gate Efficiency
- Title(参考訳): ノイズqudit対多重量子ビット : ゲート効率の条件
- Authors: Denis Jankovi\'c, Jean-Gabriel Hartmann, Mario Ruben and Paul-Antoine
Hervieux
- Abstract要約: 我々はquditと$n$-qubitシステムのスケーリングについて比較研究する。
リンドブラッド形式における雑音に対する平均ゲート不整合(AGI)の1次応答を計算した。
特定のキューディットプラットフォームは、最先端のキュービットプラットフォームと競合するゲート効率を持つことがわかった。
- 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: Today, multiple new platforms are implementing qudits, $d$-level quantum
bases of information, for Quantum Information Processing (QIP). It is,
therefore, crucial to study their efficiencies for QIP compared to more
traditional qubit platforms. We present a comparative study of the infidelity
scalings of a qudit and $n$-qubit systems, both with identical Hilbert space
dimensions and noisy environments. The first-order response of the Average Gate
Infidelity (AGI) to the noise in the Lindblad formalism, which was found to be
gate-independent, was calculated analytically in the two systems being
compared. This yielded a critical curve $O(d^2/\log_2(d))$ of the ratio of
their respective gate times in units of decoherence time. This quantity
indicates how time-efficient operations on these systems are. The curve
delineates regions where each system has a higher rate of increase of the AGI
than the other. This condition on gate efficiency was applied to different
existing platforms. It was found that specific qudit platforms possess gate
efficiencies competitive with state-of-the-art qubit platforms. Numerical
simulations complemented this work and allowed for discussion of the
applicability and limits of the linear response formalism.
- Abstract(参考訳): 今日、複数の新しいプラットフォームが量子情報処理(qip)のためのqudit($d$-level quantum bases of information)を実装している。
したがって、従来のqubitプラットフォームと比較して、qipの効率性を調べることが重要である。
我々は、ヒルベルト空間次元と雑音環境の両方で、qudit と $n$-qubit 系の不忠実性スケーリングの比較研究を行う。
AGI (Average Gate Infidelity) のゲートに依存しないリンドブラッド形式における雑音に対する1次応答は、比較される2つのシステムで解析的に計算された。
これにより、各ゲート時間のデコヒーレンス時間単位での比率の臨界曲線 $o(d^2/\log_2(d))$ が得られた。
この量は、これらのシステムにおける時間効率の操作方法を示している。
曲線は、各系が他方よりもAGIの増加率が高い領域を規定する。
このゲート効率の条件は、既存の異なるプラットフォームに適用された。
特定のquditプラットフォームが最先端のqubitプラットフォームと競合するゲート効率を持っていることが判明した。
数値シミュレーションはこの研究を補完し、線形応答形式論の適用性と限界について議論することを可能にした。
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