論文の概要: Systematic construction of topological-nontopological hybrid universal quantum gates based on many-body Majorana fermion interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.06260v2
• Date: Wed, 6 Sep 2023 01:10:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-07 19:19:18.576393
• Title: Systematic construction of topological-nontopological hybrid universal quantum gates based on many-body Majorana fermion interactions
• Title（参考訳）: 多体マヨラナフェルミオン相互作用に基づくトポロジカル-非トポロジカルハイブリッド量子ゲートの体系的構築
• Authors: Motohiko Ezawa
• Abstract要約: マヨラナフェルミオンのブレイディングによるトポロジカル量子計算は普遍的な量子計算ではない。 我々は、C$n$Zゲート、C$n$NOTゲート、C$n$SWAPゲートを体系的に構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological quantum computation by way of braiding of Majorana fermions is not universal quantum computation. There are several attempts to make universal quantum computation by introducing some additional quantum gates or quantum states. However, there is an embedding problem that $M$-qubit gates cannot be embedded straightforwardly in $N$ qubits for $N>M$. This problem is inherent to the Majorana system, where logical qubits are different from physical qubits because braiding operations preserve the fermion parity. By introducing $2N$-body interactions of Majorana fermions, topological-nontopological hybrid universal quantum computation is shown to be possible. Especially, we make a systematic construction of the C$^{n}$Z gate, C$^{n}$NOT gate and the C$^{n}$SWAP gate.
• Abstract（参考訳）: マヨラナフェルミオンのブレイディングによるトポロジカル量子計算は普遍的な量子計算ではない。 いくつかの量子ゲートや量子状態を導入することで、普遍的な量子計算を試みている。 しかし、$M$-qubitゲートを$N>M$に対して$N$ qubitsに簡単に埋め込むことはできないという埋め込み問題がある。 この問題は、論理キュービットが物理キュービットと異なるMajoranaシステムに固有のものである。 マヨラナフェルミオンの2N$-body相互作用を導入することにより、トポロジカル・ノントポロジカルなハイブリッド量子計算が可能であることが示されている。 特に、C$^{n}$Zゲート、C$^{n}$NOTゲート、C$^{n}$SWAPゲートを体系的に構成する。

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