論文の概要: Universal quantum gates by nonadiabatic holonomic evolution for the surface electron

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.09900v4
• Date: Sun, 29 Oct 2023 15:48:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-31 20:37:42.407058
• Title: Universal quantum gates by nonadiabatic holonomic evolution for the surface electron
• Title（参考訳）: 表面電子の非断熱的ホロノミック進化による普遍量子ゲート
• Authors: Jun Wang, Wan-Ting He, Hai-Bo Wang, Qing Ai
• Abstract要約: 本研究では,表面電子系における非断熱的ホロノミック量子ゲートの実現手法を提案する。 出力状態の忠実度は、実験的に達成可能なパラメータを持つ0.99を超える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.705629587639627
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The nonadiabatic holonomic quantum computation based on the geometric phase is robust against the built-in noise and decoherence. In this work, we theoretically propose a scheme to realize nonadiabatic holonomic quantum gates in a surface electron system, which is a promising two-dimensional platform for quantum computation. The holonomic gate is realized by a three-level structure that combines the Rydberg states and spin states via an inhomogeneous magnetic field. After a cyclic evolution, the computation bases pick up different geometric phases and thus perform a geometric gate. Only the electron with spin up experiences the geometric gate, while the electron with spin down is decoupled from the state-selective driving fields. The arbitrary controlled-U gate encoded on the Rydberg states and spin states can then be realized. The fidelity of the output state exceeds 0.99 with experimentally achievable parameters.
• Abstract（参考訳）: 幾何学位相に基づく非線形ホロノミック量子計算は、内蔵ノイズとデコヒーレンスに対して堅牢である。 本研究では, 量子計算のための有望な2次元プラットフォームである表面電子系において, 非断熱ホロノミック量子ゲートを実現するためのスキームを理論的に提案する。 ホロノミックゲートは、リドベルク状態とスピン状態が不均一磁場を介して結合する3層構造によって実現される。 循環進化の後、計算基盤は異なる幾何学的位相を拾い上げ、幾何学的ゲートを実行する。 スピンアップした電子のみが幾何ゲートを体験し、スピンダウンした電子は状態選択駆動場から分離される。 ライドバーグ状態とスピン状態にエンコードされた任意の制御uゲートを実現できる。 出力状態の忠実度は、実験的に達成可能なパラメータで 0.99 を超える。

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