論文の概要: Non-Markovian approach to quantum state fluctuations in noisy
intermediate-scale quantum (NISQ) devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.05053v1
- Date: Fri, 10 Feb 2023 05:10:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 16:39:45.505974
- Title: Non-Markovian approach to quantum state fluctuations in noisy
intermediate-scale quantum (NISQ) devices
- Title（参考訳）: 雑音中規模量子(nisq)デバイスにおける量子状態ゆらぎに対する非マルコフ的アプローチ
- Authors: Doyeol Ahn (1,2,3) and Byeongyong Park (1,3) ((1) Department of
Electrical and Computer Engineering, University of Seoul, Republic of Korea
(2) Physics Department, Florida Atlantic University, USA (3) First Quantum,
Inc, Republic of Korea)
- Abstract要約: イオントラップを用いたNISQ装置の理論的予測と実験結果との間には強い相関関係が認められた。
同一性および制御NOT(CNOT)ゲート演算の両方に対する出力量子状態変動を、2量子演算で異なる入力状態に対して解析する。
- 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: It is crucial to reduce the impact of errors and decoherence in near-term
quantum computers, such as noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. As
these factors severely limit the feasibility of quantum algorithms, it is
imperative to comprehend their physical causes in order to execute error
mitigation procedures effectively. This paper presents a non-Markovian
examination of quantum state fluctuations in NISQ devices interacting with an
environment described by a set of simple harmonic oscillators as a noise
source. The reduced density operator for the output quantum states is obtained
in time-convolutionless form through the solution of the quantum Liouville
equation using the projection operator formalism and advanced and retarded
propagators in time. The output quantum state fluctuations for both identity
and controlled-NOT (CNOT) gate operations are analyzed for different input
states in a two-qubit operation and compared to experimental results from
ion-trap and superconducting quantum computing systems. The study finds a
strong correlation between the theoretical predictions and the experimental
results for an ion-trap-based NISQ device.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(nisq)デバイスなど、短期量子コンピュータにおけるエラーやデコヒーレンスの影響を低減することが重要である。
これらの要因が量子アルゴリズムの実現可能性を大幅に制限するため、エラー軽減手順を効果的に実行するためには、それらの物理的原因を理解することが不可欠である。
本稿では、単純な高調波発振器を雑音源として記述した環境と相互作用するnisqデバイスにおける量子状態ゆらぎの非マルコフ的検討を行う。
出力量子状態の還元密度作用素は、投影作用素形式と時間内の進行および遅延プロパゲータを用いた量子リウヴィル方程式の解を通じて、時間畳み込みのない形で得られる。
同一性および制御NOT(CNOT)ゲート演算の両方の出力量子状態変動を2量子演算で異なる入力状態に対して解析し、イオントラップおよび超伝導量子コンピューティングシステムによる実験結果と比較する。
イオントラップを用いたNISQ装置の理論的予測と実験結果との間には強い相関関係が認められた。
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