論文の概要: Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on
superconducting qutrits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04261v2
- Date: Mon, 2 Oct 2023 16:38:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-03 20:07:18.542649
- Title: Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on
superconducting qutrits
- Title(参考訳): 超伝導量子ドット上の任意の量子論理ゲートの直接パルスレベルコンパイル
- Authors: Yujin Cho, Kristin M. Beck, Alessandro R. Castelli, Kyle A. Wendt,
Bram Evert, Matthew J. Reagor, Jonathan L DuBois
- Abstract要約: 最適制御ゲートは少なくとも3日間は校正を必要とせず、全ての実装ゲートに対して同じ校正パラメータを使用できることを示す。
我々の研究は、最適制御ゲートの校正オーバーヘッドを十分に小さくすることができ、この技術に基づく効率的な量子回路を実現することができることを示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 37.87252169277089
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Advanced simulations and calculations on quantum computers require high
fidelity implementations of quantum circuits. The universal gateset approach
builds complex unitaries from many gates drawn from a small set of calibrated
high-fidelity primitive gates, which results in a lower combined fidelity.
Compiling a complex unitary for processors with higher-dimensional logical
elements, such as qutrits, exacerbates the accumulated error per unitary
because a longer gate sequence is needed. Optimal control methods promise time
and resource efficient compact gate sequences and, therefore, higher fidelity.
These methods generate pulses that can, in principle, directly implement any
complex unitary on a quantum device. In this work, we demonstrate that any
arbitrary qutrit gate can be realized with high fidelity. We generated and
tested pulses for a large set of randomly selected arbitrary unitaries on two
separate qutrit compatible processors, LLNL Quantum Device and Integration
Testbed (QuDIT) standard QPU and Rigetti Aspen-11, achieving an average
fidelity around 99 %. We show that the optimal control gates do not require
recalibration for at least three days and the same calibration parameters can
be used for all implemented gates. Our work shows that the calibration
overheads for optimal control gates can be made small enough to enable
efficient quantum circuits based on this technique.
- Abstract(参考訳): 量子コンピュータの高度なシミュレーションと計算は、量子回路の高忠実性実装を必要とする。
普遍ゲートセットアプローチは、小さな校正された高忠実な原始ゲートの集合から引き出された多くのゲートから複雑なユニタリを構築する。
クエトリットのような高次元論理要素を持つプロセッサの複雑なユニタリをコンパイルすると、より長いゲートシーケンスを必要とするため、ユニタリ当たりの累積誤差が増大する。
最適制御法は時間と資源効率のよいコンパクトゲート列を約束する。
これらの方法は、原理上、量子デバイス上の任意の複素ユニタリを直接実装できるパルスを生成する。
本研究では,任意のクエットゲートを高忠実度で実現できることを実証する。
2つのqutrit互換プロセッサである llnl quantum device and integration testbed (qudit) standard qpu と rigetti aspen-11 上でランダムに選択された多数の任意のユニタリのパルスを生成しテストし、平均99%の忠実性を得た。
最適制御ゲートは少なくとも3日間は校正を必要とせず、全ての実装ゲートに対して同じ校正パラメータを使用できることを示す。
本研究は,最適制御ゲートのキャリブレーションオーバヘッドを,この手法に基づく効率的な量子回路を実現するために十分に小さくすることができることを示す。
関連論文リスト
- Machine-learning-inspired quantum optimal control of nonadiabatic
geometric quantum computation via reverse engineering [3.3216171033358077]
制御パラメータを最適化するために,平均忠実度に基づく機械学習に基づく有望な手法を提案する。
逆工学による一量子ゲートをキャット状態の非断熱的幾何量子計算により実装する。
ニューラルネットワークがモデル空間を拡張する能力を持っていることを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-28T14:36:26Z) - Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。
ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。
我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-04T13:39:46Z) - A fault-tolerant variational quantum algorithm with limited T-depth [2.7648976108201815]
本稿では,フォールトトレラントゲートセットを用いた変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを提案する。
VQEは将来の誤り訂正量子コンピュータの実装に適している。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-08T10:31:12Z) - Scalable fast benchmarking for individual quantum gates with local
twirling [1.7995166939620801]
本稿では,局所的なツイリングゲートのみを用いたキャラクタサイクルベンチマークプロトコルとキャラクタ平均ベンチマークプロトコルを提案する。
我々は,5量子ビット量子誤り訂正符号化回路であるクリフォードゲート(制御値$(TX)$)とクリフォードゲート(5量子ビット量子誤り訂正符号化回路)のプロトコルを数値的に示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-19T13:01:14Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T17:49:09Z) - Ultrafast Holonomic Quantum Gates [4.354697470999286]
本稿では,$Delta$型3レベルシステム上でのデチュード相互作用を用いた非線形ホロノミック量子スキームを提案する。
シミュレーションにより,ゲートのロバスト性も従来よりも強いことがわかった。
本稿では,デコヒーレンスフリー部分空間符号化を用いた超伝導量子回路の実装について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T14:31:38Z) - Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric
gates [94.70553167084388]
正確な数値と摂動解析手法を用いて効率的にゲートパラメータを抽出する方法を示す。
我々は,$i$SWAP, Control-Z, CNOT など,異なる種類のゲートに対する最適操作条件を同定する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-06T02:02:54Z) - Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates [68.8204255655161]
単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。
大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-26T16:38:43Z) - High-fidelity software-defined quantum logic on a superconducting qudit [23.29920768537117]
現代の固体量子プロセッサは、離散量子ビット演算(ゲート)による量子計算にアプローチする
原則として、このアプローチは非常に柔軟であり、各アプリケーションのための特定の制御プロトコルの開発を必要とせずに、キュービットのヒルベルト空間を完全に制御できる。
量子ハードウェア上の現在のエラーレートは、(複雑なエラーレートで)一緒にベッドし、存続できるプリミティブゲートの数に厳しい制限を課す。
ここでは、プリミティブゲートセットに依存しないソフトウェア定義の$0leftarrow2$ SWAPゲートの実装への取り組みを報告し、平均ゲート忠実度を99.4ドルとする。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-27T05:12:51Z) - Simulating nonnative cubic interactions on noisy quantum machines [65.38483184536494]
量子プロセッサは、ハードウェアに固有のものではないダイナミクスを効率的にシミュレートするためにプログラムできることを示す。
誤差補正のないノイズのあるデバイスでは、モジュールゲートを用いて量子プログラムをコンパイルするとシミュレーション結果が大幅に改善されることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-15T05:16:24Z)
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。