論文の概要: Assessment of error variation in high-fidelity two-qubit gates in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04090v3
- Date: Fri, 15 Mar 2024 06:18:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 07:51:44.777522
- Title: Assessment of error variation in high-fidelity two-qubit gates in silicon
- Title(参考訳): シリコン中における高忠実度2ビットゲートの誤差変動の評価
- Authors: Tuomo Tanttu, Wee Han Lim, Jonathan Y. Huang, Nard Dumoulin Stuyck, Will Gilbert, Rocky Y. Su, MengKe Feng, Jesus D. Cifuentes, Amanda E. Seedhouse, Stefan K. Seritan, Corey I. Ostrove, Kenneth M. Rudinger, Ross C. C. Leon, Wister Huang, Christopher C. Escott, Kohei M. Itoh, Nikolay V. Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, Michael L. W. Thewalt, Fay E. Hudson, Robin Blume-Kohout, Stephen D. Bartlett, Andrea Morello, Arne Laucht, Chih Hwan Yang, Andre Saraiva, Andrew S. Dzurak,
- Abstract要約: 我々はスピン量子ビットプロセッサの誤差を研究し、それらの物理的起源を結びつける。
2量子ゲートの99%以上の忠実度で一貫した繰り返し動作を示す。
結果は、シリコンスピンベースの量子ビットをフルスケールの量子プロセッサにスケールアップする能力と課題の両方を強調している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.2398431050362945
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Achieving high-fidelity entangling operations between qubits consistently is essential for the performance of multi-qubit systems and is a crucial factor in achieving fault-tolerant quantum processors. Solid-state platforms are particularly exposed to errors due to materials-induced variability between qubits, which leads to performance inconsistencies. Here we study the errors in a spin qubit processor, tying them to their physical origins. We leverage this knowledge to demonstrate consistent and repeatable operation with above 99% fidelity of two-qubit gates in the technologically important silicon metal-oxide-semiconductor (SiMOS) quantum dot platform. We undertake a detailed study of these operations by analysing the physical errors and fidelities in multiple devices through numerous trials and extended periods to ensure that we capture the variation and the most common error types. Physical error sources include the slow nuclear and electrical noise on single qubits and contextual noise. The identification of the noise sources can be used to maintain performance within tolerance as well as inform future device fabrication. Furthermore, we investigate the impact of qubit design, feedback systems, and robust gates on implementing scalable, high-fidelity control strategies. These results are achieved by using three different characterization methods, we measure entangling gate fidelities ranging from 96.8% to 99.8%. Our analysis tools identify the causes of qubit degradation and offer ways understand their physical mechanisms. These results highlight both the capabilities and challenges for the scaling up of silicon spin-based qubits into full-scale quantum processors.
- Abstract(参考訳): 量子ビット間の高忠実なエンタングリング操作を一貫して達成することは、マルチキュービットシステムの性能に不可欠であり、フォールトトレラントな量子プロセッサを実現する上で重要な要素である。
ソリッドステートプラットフォームは、クォービット間の材料誘起のばらつきにより、特にエラーに晒されるため、パフォーマンス上の不整合が生じる。
ここでは、スピン量子ビットプロセッサの誤差を調査し、それらを物理的起源に結びつける。
技術的に重要なシリコン-酸化物-半導体(SiMOS)量子ドットプラットフォームにおいて、2量子ゲートの99%以上の忠実度で一貫した繰り返し動作を示すために、この知識を活用する。
複数のデバイスにおける物理誤差と忠実度を多数の試行錯誤と拡張期間を通じて分析することにより,これらの動作を詳細に検討し,その変動と最も一般的なエラータイプを確実に把握する。
物理誤差源には、単一量子ビット上の遅い核と電気のノイズと文脈ノイズがある。
ノイズ源の識別は、耐久性能を維持するだけでなく、将来のデバイス製造を知らせるためにも利用できる。
さらに,量子ビット設計,フィードバックシステム,ロバストゲートがスケーラブルかつ高忠実な制御戦略の実装に与える影響について検討する。
これらの結果は3つの異なるキャラクタリゼーション手法を用いて,96.8%から99.8%までの密閉ゲート密度を測定することで達成される。
解析ツールは、量子ビット劣化の原因を特定し、それらの物理的メカニズムを理解する方法を提供する。
これらの結果は、シリコンスピンベースの量子ビットをフルスケールの量子プロセッサにスケールアップする能力と課題の両方を強調している。
関連論文リスト
- Error mitigation with stabilized noise in superconducting quantum processors [2.2752198833969315]
我々は,量子ビット-TLS相互作用のチューニングが雑音不安定を低減し,より信頼性の高い誤り軽減性能を実現することを実験的に実証した。
ここで導入された機能は、非自明なスケールのソリッドステートプロセッサ上での量子アプリケーションの探索に不可欠であると期待する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-07-02T17:47:07Z) - Pattern-based quantum functional testing [0.7067443325368975]
本稿では、量子メモリの機能を評価するためのパターンベースの手法を提案する。
提案手法は,異なる種類のクロストーク効果の検出と,個々の量子ビットにおける非マルコフ力学を示すシグネチャの検出を可能にする。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-31T14:20:04Z) - Fidelity decay and error accumulation in quantum volume circuits [0.3562485774739681]
忠実度は、回路深さとアーキテクチャ依存のパワーに上昇する量子ビットの数の両方で指数関数的に減衰する。
量子ボリュームテストにおいて量子プロセッサをベンチマークするために用いられる重出力周波数と忠実度との間には、堅牢な線形関係が確立される。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-04-17T14:53:26Z) - The effect of fast noise on the fidelity of trapped-ions quantum gates [0.0]
トラップイオン系における1および2量子ゲートの忠実度に及ぼす高速ノイズの影響について検討した。
我々の分析は、量子ハードウェアプラットフォームとゲートの認知を導くのに役立ち、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの忠実性を向上させるのに役立ちます。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-06T19:37:00Z) - Measuring NISQ Gate-Based Qubit Stability Using a 1+1 Field Theory and
Cycle Benchmarking [50.8020641352841]
量子ハードウェアプラットフォーム上でのコヒーレントエラーを, サンプルユーザアプリケーションとして, 横フィールドIsing Model Hamiltonianを用いて検討した。
プロセッサ上の物理位置の異なる量子ビット群に対する、日中および日中キュービット校正ドリフトと量子回路配置の影響を同定する。
また,これらの測定値が,これらの種類の誤差をよりよく理解し,量子計算の正確性を評価するための取り組みを改善する方法についても論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-08T23:12:55Z) - Analytical and experimental study of center line miscalibrations in M\o
lmer-S\o rensen gates [51.93099889384597]
モルマー・ソレンセンエンタングゲートの誤校正パラメータの系統的摂動展開について検討した。
我々はゲート進化演算子を計算し、関連する鍵特性を得る。
我々は、捕捉されたイオン量子プロセッサにおける測定値に対して、モデルからの予測をベンチマークすることで検証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-10T10:56:16Z) - Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum
computer [64.47265213752996]
耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。
フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。
このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-13T20:08:04Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-27T23:29:53Z) - Suppressing Coherent Two-Qubit Errors via Dynamical Decoupling [20.280283640450723]
本稿では,超伝導量子デバイス上でのデフォーカスの2ビットアナログを抑えるために,動的デカップリング手法の実装方法について述べる。
純粋な遅延時間は、ロバストシーケンスを使用する場合の平均で最大14倍の強化を示す。
本研究は, 調整可能なカウンタに付随するデコヒーリングプロセスを明らかにし, 2ビット誤りに対して堅牢なゲートとシーケンスを開発するための枠組みを確立する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-06T16:58:42Z) - Crosstalk Suppression for Fault-tolerant Quantum Error Correction with
Trapped Ions [62.997667081978825]
本稿では、電波トラップで閉じ込められた1本のイオン列をベースとした量子計算アーキテクチャにおけるクロストーク誤差の研究を行い、個別に調整されたレーザービームで操作する。
この種の誤差は、理想的には、異なるアクティブな量子ビットのセットで処理される単一量子ゲートと2量子ビットの量子ゲートが適用されている間は、未修正のままであるオブザーバー量子ビットに影響を及ぼす。
我々は,第1原理からクロストーク誤りを微視的にモデル化し,コヒーレント対非コヒーレントなエラーモデリングの重要性を示す詳細な研究を行い,ゲートレベルでクロストークを積極的に抑制するための戦略について議論する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-21T14:20:40Z) - Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement
in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。
線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。
本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-06T18:00:07Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。