論文の概要: Optimal encoding of two dissipative interacting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.05561v2
• Date: Thu, 18 Jan 2024 17:06:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-19 19:56:58.949218
• Title: Optimal encoding of two dissipative interacting qubits
• Title（参考訳）: 2つの散逸相互作用量子ビットの最適符号化
• Authors: G. Di Bello, G. De Filippis, A. Hamma, and C. A. Perroni
• Abstract要約: 1つの論理量子ビットの実装のための物理モデルとして、オーミック浴と相互作用する2つの結合量子ビットのシステムについて検討する。 このモデルでは、他の量子ビットとの相互作用はユニタリノイズを表し、一方オーミック浴は有限温度に寄与する。 これは、量子ビットをデコヒーレンスから守るのに十分ではないが、物理ビットよりも高い性能で1つの論理量子ビットを符号化するのに有効であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate a system of two coupled qubits interacting with an Ohmic bath as a physical model for the implementation of one logical qubit. In this model, the interaction with the other qubit represents unitary noise while the Ohmic bath is responsible for finite temperature. In the presence of a one-dimensional decoherence-free subspace (DFS), we show that, while this is not sufficient to protect a qubit from decoherence, it can be exploited to encode one logical qubit with greater performance than the physical one. We show different possible strategies for the optimal encoding of a logical qubit through a numerical analysis based on matrix product states. This method reproduces faithfully the results of perturbative calculations, but it can be extended to cases of crucial interest for physical implementations, e.g., in the case of strong coupling with the bath. As a result, a logical qubit encoded in the subspace which is the direct sum of the antiferromagnetic states in Bell basis, the DFS and the one in the triplet, is the optimally robust one, as it takes advantage of both the anchoring to the DFS and the protection from the antiferromagnetic interaction. These authors contributed equally to this work, and their names are listed in alphabetical order.
• Abstract（参考訳）: 1つの論理キュービットの実装のための物理モデルとして,オーミックバスと相互作用する2つの結合キュービットのシステムについて検討した。 このモデルでは、他の量子ビットとの相互作用はユニタリノイズを表し、一方オーミック浴は有限温度に寄与する。 1次元デコヒーレンスフリー部分空間(dfs)の存在下では、これはデコヒーレンスからキュービットを保護するのに十分ではないが、1つの論理キュービットを物理量よりも高い性能でエンコードできることを示した。 行列積状態に基づく数値解析により、論理量子ビットの最適符号化のための異なる可能な戦略を示す。 この方法は摂動計算の結果を忠実に再現するが、風呂と強いカップリングの場合など、物理的な実装において重要な関心を持つケースにまで拡張することができる。 その結果、ベル基底における反強磁性状態の直接和である部分空間に符号化された論理量子ビット、DFSと三重項の量子ビットは、DFSへのアンカーと反強磁性相互作用からの保護の両方を利用するため、最適に堅牢である。 これらの著者はこの作品に等しく貢献し、その名称はアルファベット順に並べられている。

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