論文の概要: Characterizing non-Markovian Off-Resonant Errors in Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.10881v1
• Date: Tue, 21 Feb 2023 18:55:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 13:59:59.622708
• Title: Characterizing non-Markovian Off-Resonant Errors in Quantum Gates
• Title（参考訳）: 量子ゲートにおける非マルコフオフ共振誤差の特性
• Authors: Ken Xuan Wei, Emily Pritchett, David M. Zajac, David C. McKay, Seth Merkel
• Abstract要約: 我々はコヒーレントな非マルコフ誤差のクラスについて記述する。 オフ共鳴励起は、周波数選択性を使用するアーキテクチャを制限する可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20999222360659608
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As quantum gates improve, it becomes increasingly difficult to characterize the remaining errors. Here we describe a class of coherent non-Markovian errors -- excitations due to an off-resonant drive -- that occur naturally in quantum devices that use time-dependent fields to generate gate operations. We show how these errors are mischaracterized using standard Quantum Computer Verification and Validation (QCVV) techniques that rely on Markovianity and are therefore often overlooked or assumed to be incoherent. We first demonstrate off-resonant errors within a simple toy model of Z-gates created by the AC Stark effect, then show how off-resonant errors manifest in all gates driven on a fixed-frequency transmon architecture, a prominent example being incidental cross-resonance interaction driven during single-qubit gates. Furthermore, the same methodology can access the errors caused by two-level systems (TLS), showing evidence of coherent, off-resonant interactions with subsystems that are not intentional qubits. While we explore these results and their impact on gate error for fixed-frequency devices, we note that off-resonant excitations potentially limit any architectures that use frequency selectivity.
• Abstract（参考訳）: 量子ゲートが改善されると、残りのエラーを特徴付けることがますます難しくなる。 ここでは、時間依存フィールドを用いてゲート演算を生成する量子デバイスにおいて自然に発生するコヒーレントな非マルコフ誤差のクラスについて述べる。 マルコビアン性に依存した標準的な量子コンピュータ検証検証(QCVV)技術を用いて,これらの誤りがどのように誤認識されているかを示す。 我々はまず、ACスターク効果によって生成された単純なZゲートの玩具モデルにおいて、共振誤差を実証し、固定周波数トランスモンアーキテクチャによって駆動される全てのゲートにおいて共振誤差がどのように現れるかを示す。 さらに、同じ手法は2レベルシステム(TLS)によるエラーにアクセスでき、意図しない量子ビットではないサブシステムとの一貫性のある非共鳴相互作用の証拠を示す。 これらの結果と固定周波数デバイスにおけるゲートエラーへの影響について検討する一方で、オフ共振励起は周波数選択性を利用するアーキテクチャを制限できる可能性があることに注意する。

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