論文の概要: Neural-network-designed three-qubit gates robust against charge noise
and crosstalk in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.13132v1
- Date: Mon, 22 May 2023 15:30:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-23 14:57:11.384077
- Title: Neural-network-designed three-qubit gates robust against charge noise
and crosstalk in silicon
- Title（参考訳）: シリコンの電荷ノイズとクロストークに頑健なニューラルネットワーク設計三量子ゲート
- Authors: David W. Kanaar and J. P. Kestner
- Abstract要約: 我々は物理インフォームドニューラルネットワークを数値的に最適化し、トフォリ等価ゲートを生成する理論的に頑健な形状のパルスを生成する。
頑健なパルスは、非ローブストパルスの10倍のmVではなく、数mVの電圧における平均準静的なゆらぎに対して10〜3ドルの不完全性を維持する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin qubits in semiconductor quantum dots are a promising platform for
quantum computing, however scaling to large systems is hampered by crosstalk
and charge noise. Crosstalk here refers to the unwanted off-resonant rotation
of idle qubits during the resonant rotation of the target qubit. For a
three-qubit system with crosstalk and charge noise, it is difficult to
analytically create gate protocols that produce three-qubit gates, such as the
Toffoli gate, directly in a single shot instead of through the composition of
two-qubit gates. Therefore, we numerically optimize a physics-informed neural
network to produce theoretically robust shaped pulses that generate a
Toffoli-equivalent gate. Additionally, robust $\frac{\pi}{2}$ $X$ and CZ gates
are also presented in this work to create a universal set of gates robust
against charge noise. The robust pulses maintain an infidelity of $10^{-3}$ for
average quasistatic fluctuations in the voltage of up to a few mV instead of
tenths of mV for non-robust pulses.
- Abstract（参考訳）: 半導体量子ドットのスピン量子ビットは量子コンピューティングにとって有望なプラットフォームであるが、大規模システムへのスケールはクロストークと電荷ノイズによって阻害される。
ここでのクロストークは、目標の量子ビットの共鳴回転中のアイドル量子ビットの不要なオフ共振回転を指す。
クロストークとチャージノイズを持つ3ビットシステムでは、2ビットゲートの合成ではなく、1ショットでトフォリゲートなどの3ビットゲートを生成するゲートプロトコルを解析的に生成することは困難である。
そこで、物理インフォームドニューラルネットワークを数値的に最適化し、トフォリ等価ゲートを生成する理論的に堅牢な形状のパルスを生成する。
さらに、ロバストな$\frac{\pi}{2}$$X$とCZゲートもこの研究で示され、電荷ノイズに対してロバストなゲートの普遍的なセットを生成する。
ロバストパルスは、非ローブストパルスの10倍のmVではなく、数mVの電圧における平均準定常変動に対して10^{-3}$の不完全性を維持する。
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