論文の概要: Hybrid noise protection of logical qubits for universal quantum
computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.15144v2
- Date: Wed, 9 Aug 2023 03:16:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-10 17:20:16.221193
- Title: Hybrid noise protection of logical qubits for universal quantum
computation
- Title（参考訳）: 普遍量子計算のための論理量子ビットのハイブリッド雑音保護
- Authors: Zhao-Ming Wang, Feng-Hua Ren, Mark S. Byrd, and Lian-Ao Wu
- Abstract要約: 本稿では,大きなオーバヘッドを必要とする戦略に対して多くの優位性を持つ普遍量子計算のモデルを提案する。
物理量子ビット上の個々のノイズから集合ノイズを分離し、デコヒーレンスのない部分空間を用いる。
定常な大域磁場を使用するか、残りのノイズを除去するDDパルスのセットを考案することができる。
- 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: Quantum computers now show the promise of surpassing any possible classical
machine. However, errors limit this ability and current machines do not have
the ability to implement error correcting codes due to the limited number of
qubits and limited control. Therefore, dynamical decoupling (DD) and encodings
that limit noise with fewer qubits are more promising. For these reasons, we
put forth a model of universal quantum computation that has many advantages
over strategies that require a large overhead such as the standard quantum
error correcting codes. First, we separate collective noise from individual
noises on physical qubits and use a decoherence-free subspace (DFS) that uses
just two qubits for its encoding to eliminate collective noise. Second, our
bath model is very general as it uses a spin-boson type bath but without any
Markovian assumption. Third, we are able to either use a steady global magnetic
field or to devise a set of DD pulses that remove much of the remaining noise
and commute with the logical operations on the encoded qubit. This allows
removal of noise while implementing gate operations. Numerical support is given
for this hybrid protection strategy which provides an efficient approach to
deal with the decoherence problems in quantum computation and is experimentally
viable for several current quantum computing systems. This is emphasized by a
recent experiment on superconducting qubits which shows promise for increasing
the number of gates that can be implemented reliably with some realistic
parameter assumptions.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、あらゆる古典的マシンを超えるという約束を示す。
しかし、エラーはこの能力を制限するため、現在のマシンは、キュービット数の制限と制御の制限のため、エラー訂正コードを実装することができない。
したがって、動的デカップリング(DD)とノイズを制限する符号化はより有望である。
これらの理由から、標準的な量子誤り訂正符号のような大きなオーバーヘッドを必要とする戦略よりも多くの利点を持つ普遍量子計算のモデルを提案した。
まず、物理量子ビット上の個々のノイズから集団ノイズを分離し、その符号化に2つの量子ビットのみを用いるデコヒーレンスフリー部分空間(DFS)を用いる。
第二に、我々の浴モデルはスピンボソン型浴を用いるがマルコフ型を仮定しないため、非常に一般的である。
第三に、定常な大域磁場を使用するか、残りのノイズの多くを取り除き、符号化された量子ビット上の論理演算と通勤するDDパルスのセットを考案することができる。
これにより、ゲート操作を実装しながらノイズを除去できる。
量子計算におけるデコヒーレンス問題に対処するための効率的なアプローチを提供し、現在のいくつかの量子コンピューティングシステムで実験的に実行可能なハイブリッド保護戦略のために数値的支援がなされている。
これは、いくつかの現実的なパラメータ仮定で確実に実装できるゲート数の増加を期待する最近の超伝導量子ビットの実験によって強調されている。
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