論文の概要: High-precision tomography of ion qubits based on registration of
fluorescent photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.02890v1
- Date: Thu, 6 Jul 2023 09:53:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-07 14:24:24.431964
- Title: High-precision tomography of ion qubits based on registration of
fluorescent photons
- Title（参考訳）: 蛍光光子の登録に基づくイオン量子ビットの高精度トモグラフィー
- Authors: Yu. I. Bogdanov, I.A. Dmitriev, B.I. Bantysh, N.A. Bogdanova, V.F.
Lukichev
- Abstract要約: 本研究では, イオン量子ビットレジスタの高精度トモグラフィー法を開発した。
提案モデルでは, 量子ビットの状態に関する情報がかなり多く含まれており, しきい値アルゴリズムに基づくモデルと比較して, 状態再構成の精度が高いことを示す。
- 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 develop a new method for high-precision tomography of ion qubit registers
under conditions of limited distinguishability of its logical states. It is not
always possible to achieve low error rates during the readout of the quantum
states of ion qubits due to the finite lifetime of excited levels, photon
scattering, dark noise, low numerical aperture, etc. However, the model of
fuzzy quantum measurements makes it possible to ensure precise tomography of
quantum states. To do this, we developed a fuzzy measurement model based on
counting the number of fluorescent photons. A statistically adequate algorithm
for the reconstruction of quantum states of ion qubit registers based on fuzzy
measurement operators is proposed. The algorithm uses the complete information
available in the experiment and makes it possible to account for systematic
measurement errors associated with the limited distinguishability of the
logical states of ion qubits. We show that the developed model, although
computationally more complex, contains significantly more information about the
state of the qubit and provides a higher accuracy of state reconstruction
compared to the model based on the threshold algorithm.
- Abstract（参考訳）: イオン量子ビットレジスタの論理状態の識別性が限定された条件下での高精度トモグラフィー法を開発した。
励起レベル、光子散乱、暗騒音、低い数値開口などの有限寿命によるイオン量子ビットの量子状態の読み出し中に低い誤差率を達成することは必ずしも不可能である。
しかし、ファジィ量子測定のモデルは、量子状態の正確なトモグラフィーを確保することができる。
そこで我々は,蛍光光子の数を数えるファジィ測定モデルを開発した。
ファジィ測定演算子に基づくイオン量子ビットレジスタの量子状態再構成のための統計的に適切なアルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは実験で利用可能な完全な情報を使用し、イオン量子ビットの論理状態の限定的な識別性に関連する系統的な測定誤差を考慮できる。
開発したモデルでは,計算量は複雑ではあるが,量子ビットの状態に関する情報がかなり多く,閾値アルゴリズムに基づくモデルよりも精度が高いことが判明した。
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