論文の概要: Scalable Protocol for ZZ-Crosstalk Mitigation in Universal Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.05566v1
• Date: Mon, 10 Jul 2023 01:35:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 16:17:25.146087
• Title: Scalable Protocol for ZZ-Crosstalk Mitigation in Universal Quantum Gates
• Title（参考訳）: ユニバーサル量子ゲートにおけるZZクロストーク緩和のためのスケーラブルプロトコル
• Authors: Yan Liang, Ming-Jie Liang, Sai Li, Z. D. Wang, and Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 普遍的な量子ゲートにおける$ZZ$-クロストーク緩和を実現するためのプロトコルを提案する。 メソッドはノイズの多いハミルトニアンを$ZZ$-クロストークで変換し、すべての$ZZ$-クロストーク効果を効率的に抑制するフレームワークに変換する。 数値シミュレーションにより,複数キュービットゲートの同時動作時のZZ$-クロストーク緩和の有効性が検証された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1875384012436365
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity universal quantum gates are widely acknowledged as essential for scalable quantum computation. However, in solid-state quantum systems, which hold promise as physical implementation platforms for quantum computation, the inevitable $ZZ$-crosstalk resulting from inter-qubit interactions significantly impairs quantum operation performance. Here we propose a scalable protocol to achieve $ZZ$-crosstalk mitigation in universal quantum gates. This method converts the noisy Hamiltonian with $ZZ$-crosstalk into a framework that efficiently suppresses all $ZZ$-crosstalk effects, leading to ideal target quantum operations. Specifically, we first analytically derive the $ZZ$-crosstalk mitigation conditions and then apply them to enhance the performance of target universal quantum gates. Moreover, numerical simulations validate the effectiveness of $ZZ$-crosstalk mitigation when multiple qubit gates operate concurrently. As a result, our protocol presents a promising approach for implementing practical parallel quantum gates in large-scale quantum computation scenarios.
• Abstract（参考訳）: 高忠実性ユニバーサル量子ゲートはスケーラブルな量子計算に必須であると広く認識されている。 しかし、量子計算の物理実装プラットフォームとして約束される固体量子系では、量子ビット間相互作用による$ZZ$-クロストークは量子演算性能を著しく損なう。 本稿では、ユニバーサル量子ゲートにおけるZZ$-クロストーク緩和を実現するスケーラブルなプロトコルを提案する。 この方法は、ノイズの多いハミルトニアンを$zz$-crosstalkに変換し、$zz$-crosstalk効果をすべて効果的に抑制し、理想的なターゲット量子演算へと導く。 具体的には,まず,ZZ$-クロストーク緩和条件を解析的に導出し,対象量子ゲートの性能を向上させる。 さらに,複数キュービットゲートの同時動作時のZZ$クロストーク緩和の有効性を数値シミュレーションにより検証した。 その結果,本プロトコルは大規模量子計算シナリオにおいて,実用的な並列量子ゲートを実現するための有望なアプローチを示す。

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