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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03232v2
• Date: Sat, 9 Dec 2023 11:29:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-13 02:09:20.970912
• 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, Kosuke Mitarai, Yasunari Suzuki, Kentaro Heya, Yutaka Tabuchi, Keisuke Fujii, Yasunobu Nakamura
• 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量子ゲートは、期待値推定のために、実際の2量子ゲートを量子回路内の1量子ユニタリゲートと投射ゲートに分解する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9616440029846075
• 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 unitary gates and projection gates in quantum circuits for expectation-value estimation. We implement projection gates via mid-circuit measurements. The deterministic sampling scheme reduces the number of experimental circuit evaluations required for decomposing a virtual two-qubit gate. We also apply quantum error mitigation to suppress the effect of measurement errors and improve the average gate fidelity of a virtual controlled-$Z$ (CZ) gate to $f_{\rm av} = 0.9938 \pm 0.0002$. 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量子ビットゲートを量子プロセストモグラフィー(qpt)を用いて実験的に検証した。 仮想2量子ゲートは、期待値推定のために、実際の2量子ゲートを量子回路内の1量子ユニタリゲートと投射ゲートに分解する。 中間回路計測により投影ゲートを実装した。 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、測定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} = 0.9938 \pm 0.0002$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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