論文の概要: Scaling of entangling-gate errors in large ion crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06012v1
• Date: Wed, 10 May 2023 09:46:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 13:38:55.293787
• Title: Scaling of entangling-gate errors in large ion crystals
• Title（参考訳）: 大型イオン結晶におけるエンタングゲート誤差のスケーリング
• Authors: Wenhao He, Wenhao Zhang, Xiao Yuan, Yangchao Shen, Xiao-Ming Zhang
• Abstract要約: 任意のスケールのイオン鎖の解析を行い,運動関連誤差に着目した。 理論的には、大きなイオン結晶中の2量子エンタングゲート不均一性を解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.018934520552165
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Trapped-ion has shown great advantages in building quantum computers. While high fidelity entangling-gate has been realized for few ions, how to maintain the high fidelity for large scale trapped-ions still remains an open problem.Here, we present an analysis on arbitrary scale ion chain and focus on motional-related errors, reported as one of the leading error sources in state-of-the-art experiments. We theoretically analyze two-qubit entangling-gate infidelity in a large ion crystal. To verify our result, we develop an efficient numerical simulation algorithm that avoids exponential increases of the Hilbert space dimension. For the motional heating error, We derive a much tighter bound of gate infidelity than previously estimated $O(N\Gamma\tau)$, and we give an intuitive understanding from the trajectories in the phase space of motional modes. Our discoveries may inspire the scheme of pulse design against incoherent errors and shed light on the way toward constructing scalable quantum computers with large ion crystals.
• Abstract（参考訳）: トラップイオンは量子コンピュータを構築する上で大きな利点を示している。 高忠実度エンタングゲートは、数個のイオンに対して実現されているが、大規模に閉じ込められたイオンに対する高忠実度を維持する方法はまだ未解決の問題であり、任意のスケールのイオン鎖の解析と、最先端実験における主要なエラー源の1つとして報告されている運動関連エラーに焦点をあてる。 理論上、大きなイオン結晶中の2量子エンタングリングゲート不確かさを解析する。 この結果を検証するため,ヒルベルト空間次元の指数的増大を回避できる効率的な数値シミュレーションアルゴリズムを開発した。 動きの加熱誤差については、以前推定された$o(n\gamma\tau)$よりもゲート不忠実な境界が導出され、運動モードの位相空間における軌道から直感的に理解できる。 我々の発見は、非一貫性エラーに対するパルス設計のスキームを刺激し、大きなイオン結晶を持つスケーラブルな量子コンピュータの構築に光を当てるかもしれない。

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