論文の概要: Fidelity and energetics of driven quantum systems for quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.05019v1
• Date: Mon, 8 May 2023 19:56:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 14:32:15.072967
• Title: Fidelity and energetics of driven quantum systems for quantum computing
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングのための駆動量子システムの忠実性とエネルギー
• Authors: Sagar Silva Pratapsi, Lorenzo Buffoni, Stefano Gherardini
• Abstract要約: 我々は、目標量子演算を行う駆動量子論理系に付随する忠実度を上下に制限する。 これらの境界は、量子計算を行うのに必要なエネルギーに影響を及ぼす。 これらの境界をJaynes-Cummingsモデルに適用し、量子計算に必要な最小エネルギー量に関する既知文献を拡張する結果を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.8010446129208155
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers are operated by external driving fields, such as lasers, microwaves or conduction lines, that execute logical operations on multi-qubit registers, leaving the system in a pure state. However, the drive and the logical system might become correlated in such a way that, after tracing out the degrees of freedom of the drive, the purity of the output state will never be achieved without quantum error correction. In this study, we address this issue by providing upper and lower bounds on the fidelity associated with a driven quantum logical system performing a target quantum operation. These bounds have implications on the energy required to perform quantum computation and can be thus related to quantum speed limit arguments about the existence of a minimal computation time imposed by quantum mechanics principles. We apply these bounds to the Jaynes-Cummings model, so as to provide results that extend the already-known literature about the minimum amount of energy required for quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、レーザー、マイクロ波、伝導線などの外部の駆動フィールドで動作し、マルチビットレジスタ上で論理演算を実行し、システムを純粋な状態にしておく。 しかし、ドライブと論理系は、ドライブの自由度を追跡した後、量子誤差補正なしでは出力状態の純度が達成されないように関連付けられるかもしれない。 本研究では, 対象量子演算を行う駆動量子論理系に付随する忠実度について, 上下境界を与えることにより, この問題に対処する。 これらの境界は、量子計算を行うために必要なエネルギーに影響を与え、量子力学の原理によって課される最小計算時間の存在に関する量子速度極限論と関連付けられる。 これらの境界をJaynes-Cummingsモデルに適用し、量子計算に必要な最小エネルギー量に関する既知の文献を拡張する結果を与える。

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