論文の概要: Leakage in restless quantum gate calibration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09297v2
• Date: Thu, 9 Nov 2023 17:40:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-10 18:39:21.471509
• Title: Leakage in restless quantum gate calibration
• Title（参考訳）: レストレス量子ゲート校正における漏洩
• Authors: Conrad J. Haupt and Daniel J. Egger
• Abstract要約: マルコフ連鎖に基づくレスレス回路実行シミュレータを開発し, リークの影響について検討する。 レスレスキャリブレーションは, 現在の単一ビットゲートの10～4ドルのゲート忠実度に比べ, 最大0.5%の漏れを許容することを示す。 この結果から、レスレス回路の実行が非計算状態の誤分類に対してレジリエンスであることを示す標準量子ビット状態判別法が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5439020425819
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers require high fidelity quantum gates. These gates are obtained by routine calibration tasks that eat into the availability of cloud-based devices. Restless circuit execution speeds-up characterization and calibration by foregoing qubit reset in between circuits. Post-processing the measured data recovers the desired signal. However, since the qubits are not reset, leakage -- typically present at the beginning of the calibration -- may cause issues. Here, we develop a simulator of restless circuit execution based on a Markov Chain to study the effect of leakage. In the context of error amplifying single-qubit gates sequences, we show that restless calibration tolerates up to 0.5% of leakage which is large compared to the $10^{-4}$ gate fidelity of modern single-qubit gates. Furthermore, we show that restless circuit execution with leaky gates reduces by 33% the sensitivity of the ORBIT cost function developed by J. Kelly et al. which is typically used in closed-loop optimal control~[Phys. Rev. Lett. 112, 240504 (2014)]. Our results are obtained with standard qubit state discrimination showing that restless circuit execution is resilient against misclassified non-computational states. In summary, the restless method is sufficiently robust against leakage in both standard and closed-loop optimal control gate calibration to provided accurate results.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは高忠実度量子ゲートを必要とする。 これらのゲートは、クラウドベースのデバイスの可用性を消費する定期的なキャリブレーションタスクによって得られる。 restless circuit execution speeds up キャラクタリゼーションとキャリブレーションは、回路間で量子ビットのリセットを前もって行う。 処理後、測定したデータは所望の信号を回復する。 しかし、キュービットはリセットされないため、通常キャリブレーションの開始時に発生するリークは問題を引き起こす可能性がある。 本稿では,漏洩の影響を調べるために,マルコフ連鎖に基づくレストレス回路実行シミュレータを開発した。 単一キュービットゲート列の誤り増幅の文脈において、レストレスキャリブレーションは、現代の単一キュービットゲートの10^{-4}$ゲート忠実度と比較すると、リークの最大0.5%を許容することを示している。 さらに, リークゲートを用いたレスレス回路の実行は, J. Kellyらによって開発されたORBITコスト関数の感度が33%低下することを示し, 一般に閉ループ最適制御(Phys. Rev. Lett. 112, 240504 (2014))]で使用される。 この結果から、レスレス回路の実行は非計算状態の誤分類に対してレジリエンスであることを示す。 まとめると、レストレス法は標準と閉ループの最適制御ゲートのキャリブレーションの両方においてリークに対して十分に頑健であり、正確な結果が得られる。

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