論文の概要: First-Order Crosstalk Mitigation in Parallel Quantum Gates Driven With
Multi-Photon Transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15342v1
- Date: Wed, 27 Sep 2023 01:15:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-28 17:08:54.509907
- Title: First-Order Crosstalk Mitigation in Parallel Quantum Gates Driven With
Multi-Photon Transitions
- Title（参考訳）: 多光子遷移による並列量子ゲートの1次クロストーク緩和
- Authors: Matthew N. H. Chow, Christopher G. Yale, Ashlyn D. Burch, Megan Ivory,
Daniel S. Lobser, Melissa C. Revelle, and Susan M. Clark
- Abstract要約: 個別のアドレッシングビームで駆動される単一量子ビットゲートにおいて、隣接するイオン量子ビットに対する光クロストークに対する感度の微妙な低下を示す。
ゲートは2光子ラマン遷移によって実装され、各キュービットの駆動をオフセットすることで、ビーム間2光子共鳴による一階のクロストーク効果を避けることでクロストークを緩和する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We demonstrate an order of magnitude reduction in the sensitivity to optical
crosstalk for neighboring trapped-ion qubits during simultaneous single-qubit
gates driven with individual addressing beams. Gates are implemented via
two-photon Raman transitions, where crosstalk is mitigated by offsetting the
drive frequencies for each qubit to avoid first-order crosstalk effects from
inter-beam two-photon resonance. The technique is simple to implement, and we
find that phase-dependent crosstalk due to optical interference is reduced on
the most impacted neighbor from a maximal fractional rotation error of 0.185(4)
without crosstalk mitigation to $\leq$ 0.006 with the mitigation strategy.
Further, we characterize first-order crosstalk in the two-qubit gate and avoid
the resulting rotation errors for the arbitrary-axis M{\o}lmer-S{\o}rensen gate
via a phase-agnostic composite gate. Finally, we demonstrate holistic system
performance by constructing a composite CNOT gate using the improved
single-qubit gates and phase-agnostic two-qubit gate. This work is done on the
Quantum Scientific Computing Open User Testbed (QSCOUT); however, our methods
are widely applicable for individual-addressing Raman gates and impose no
significant overhead, enabling immediate improvement for quantum processors
that incorporate this technique.
- Abstract（参考訳）: 個々のアドレスビームを駆動する単一キュービットゲートにおいて,隣接したトラップイオン量子ビットに対する光クロストークに対する感度が桁違いに低下することを示す。
ゲートは2光子ラマン遷移によって実装され、各キュービットの駆動周波数をオフセットすることでクロストークを緩和し、ビーム間2光子共鳴による1次クロストーク効果を避ける。
この手法は実装が簡単であり、最も影響の大きい隣人に光干渉による位相依存クロストークが、クロストークを緩和戦略で$\leq$ 0.006に減らすことなく0.185(4)の最大分数回転誤差から減少する。
さらに、二量子ゲートにおける一階クロストークを特徴付け、位相非依存複合ゲートを介して任意の軸m{\o}lmer-s{\o}rensenゲートの回転誤差を回避する。
最後に、改良された単一量子ゲートと位相非依存の2量子ゲートを用いて複合CNOTゲートを構築することで、全体システム性能を示す。
この研究はQSCOUT(Quantum Scientific Computing Open User Testbed)上で行われているが、我々の手法は個々のRamanゲートに広く適用でき、大きなオーバーヘッドを伴わず、この技術を組み込んだ量子プロセッサの即時改善を可能にする。
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