論文の概要: Robustness of controlled Hamiltonian approaches to unitary quantum gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.14667v3
• Date: Tue, 29 Aug 2023 15:07:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-30 18:29:20.507796
• Title: Robustness of controlled Hamiltonian approaches to unitary quantum gates
• Title（参考訳）: ユニタリ量子ゲートに対する制御ハミルトンアプローチのロバスト性
• Authors: Eoin Carolan, Bar{\i}\c{s} \c{C}akmak, Steve Campbell
• Abstract要約: 本稿では,量子制御法に基づく3つのアプローチを用いて,量子ゲートの実現の有効性とレジリエンスについて検討する。 我々は,ゲートの不忠実さ,エネルギーコストに基づく資源オーバーヘッド,時間的誤差への感受性,環境騒音による劣化などの観点から,それらの性能を批判的に分析する。 この結果は,Adamardゲートに着目した単一キュービットゲートに対して実証され,$N$-qubit操作の拡張について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We examine the effectiveness and resilience of achieving quantum gates employing three approaches stemming from quantum control methods: counterdiabatic driving, Floquet engineering, and inverse engineering. We critically analyse their performance in terms of the gate infidelity, the associated resource overhead based on energetic cost, the susceptibility to time-keeping errors, and the degradation under environmental noise. Despite significant differences in the dynamical path taken, we find a broadly consistent behavior across the three approaches in terms of the efficacy of implementing the target gate and the resource overhead. Furthermore, we establish that the functional form of the control fields plays a crucial role in determining how faithfully a gate operation is achieved. Our results are demonstrated for single qubit gates, with particular focus on the Hadamard gate, and we discuss the extension to $N$-qubit operations.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,反断熱駆動,フロッケ工学,逆工学の3つの手法を用いて,量子ゲートの実現の有効性とレジリエンスについて検討する。 我々は,ゲートの不忠実さ,エネルギーコストに基づく資源オーバーヘッド,時間的誤差への感受性,環境騒音による劣化などの観点から,それらの性能を批判的に分析する。 動的経路に顕著な違いがあるにもかかわらず、ターゲットゲートの実装とリソースオーバーヘッドの有効性の観点から、三つのアプローチにまたがる幅広い一貫した挙動を見出した。 さらに,制御フィールドの機能形式が,ゲート操作の忠実性を決定する上で重要な役割を担っていることを確認した。 我々は,1つのキュービットゲート,特にアダマールゲートについて実演し,n$-qubit 演算の拡張について検討した。

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