論文の概要: Experimental demonstration of a high-fidelity virtual two-qubit gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03232v1
• Date: Thu, 6 Jul 2023 18:00:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-10 14:16:58.128413
• Title: Experimental demonstration of a high-fidelity virtual two-qubit gate
• Title（参考訳）: 高忠実性仮想2量子ゲートの実証実験
• Authors: Akhil Pratap Singh (1), Kosuke Mitarai (2), Yasunari Suzuki (3), Kentaro Heya (4), Yutaka Tabuchi (4), Keisuke Fujii (2 and 4) and Yasunobu Nakamura (1 and 4) ((1) Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, (2) Graduate School of Engineering Science, Osaka University, (3) NTT Computer and Data Science Laboratories, NTT Corporation, (4) RIKEN Center for Quantum Computing)
• Abstract要約: 仮想2量子ゲートを実験的に実証し、量子プロセストモグラフィー(QPT)を用いて特徴付ける。 仮想2キュービットゲートは、実際の2キュービットゲートを単一キュービット演算に分解し、期待値推定のための量子回路における射影測定を行う。
• 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: We experimentally demonstrate a virtual two-qubit gate and characterize it using quantum process tomography (QPT). The virtual two-qubit gate decomposes an actual two-qubit gate into single-qubit operations and projective measurements in quantum circuits for expectation-value estimation. We implement projective measurements via mid-circuit dispersive readout. The deterministic sampling scheme reduces the number of experimental circuit evaluations required for decomposing a virtual two-qubit gate. We also apply measurement error mitigation to suppress the effect of readout errors and improve the average gate fidelity of a virtual controlled-$Z$ (CZ) gate to $f_{\rm av} = 0.9975 \pm 0.0028$. Our results highlight a practical approach to implement virtual two-qubit gates with high fidelities, which are useful for simulating quantum circuits using fewer qubits and implementing two-qubit gates on a distant pair of qubits.
• Abstract（参考訳）: 仮想2量子ゲートを実験的に実証し,量子プロセストモグラフィー(QPT)を用いて特徴付ける。 仮想2キュービットゲートは、実際の2キュービットゲートを単一キュービット演算に分解し、期待値推定のための量子回路における射影測定を行う。 中間回路の分散読み出しによる投影計測を実装した。 決定論的サンプリング方式は仮想二ビットゲートの分解に必要な回路評価の回数を減らす。 また、読み出し誤差の影響を抑制し、仮想制御されたZ$(CZ)ゲートの平均ゲート忠実度を$f_{\rm av} = 0.9975 \pm 0.0028$に改善する。 提案手法は,量子回路のシミュレーションに有用であり,量子ビットの少ない量子ビットを用いた仮想2量子ゲートの実装や,遠隔の2量子ゲートの実装に有用である。

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