論文の概要: Quantum Enhancement in Dark Matter Detection with Quantum Computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.10413v1
- Date: Fri, 17 Nov 2023 09:36:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-20 15:07:58.325511
- Title: Quantum Enhancement in Dark Matter Detection with Quantum Computation
- Title（参考訳）: 量子計算による暗黒物質検出の量子化
- Authors: Shion Chen, Hajime Fukuda, Toshiaki Inada, Takeo Moroi, Tatsumi Nitta,
Thanaporn Sichanugrist
- Abstract要約: 本研究では, 量子ビットを用いた暗黒物質検出実験において, 信号速度を大幅に向上させる新しい手法を提案する。
信号レートが$n_rm q2$に比例し,$n_rm q2$がセンサ量子ビット数であることを示す。
かなりの数のセンサ量子ビットによる暗黒物質検出では、信号速度の大幅な増加が期待できる。
- 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 propose a novel method to significantly enhance the signal rate in the
qubit-based dark matter detection experiments with the help of quantum
interference. Various quantum sensors possess ideal properties for detecting
wave-like dark matter, and qubits, commonly employed in quantum computers, are
excellent candidates for dark matter detectors. We demonstrate that, by
designing an appropriate quantum circuit to manipulate the qubits, the signal
rate scales proportionally to $n_{\rm q}^2$, with $n_{\rm q}$ being the number
of sensor qubits, rather than linearly with $n_{\rm q}$. Consequently, in the
dark matter detection with a substantial number of sensor qubits, a significant
increase in the signal rate can be expected. We provide a specific example of a
quantum circuit that achieves this enhancement by coherently combining the
phase evolution in each individual qubit due to its interaction with dark
matter. We also demonstrate that the circuit is fault tolerant to de-phasing
noises, a critical quantum noise source in quantum computers. The enhancement
mechanism proposed here is applicable to various modalities for quantum
computers, provided that the quantum operations relevant to enhancing the dark
matter signal can be applied to these devices.
- Abstract（参考訳）: 量子干渉による暗黒物質検出実験において,信号速度を大幅に向上させる新しい手法を提案する。
様々な量子センサーは波状のダークマターを検出するのに理想的な特性を持ち、量子コンピュータで一般的に使用される量子ビットはダークマター検出器の優れた候補である。
我々は、量子ビットを操作するための適切な量子回路を設計することにより、信号レートは$n_{\rm q}^2$に比例し、$n_{\rm q}$は$n_{\rm q}$の線形ではなくセンサ量子ビットの数であることを示す。
その結果、かなりの数のセンサ量子ビットによる暗黒物質検出では、信号速度が大幅に増加することが期待できる。
暗黒物質との相互作用により各量子ビットの位相進化をコヒーレントに組み合わせることで、この拡張を実現する量子回路の具体例を示す。
また、回路は量子コンピュータにおける臨界量子ノイズ源である劣化ノイズに耐性があることを実証した。
ここで提案する拡張機構は、ダークマター信号の増幅に関連する量子演算をこれらのデバイスに適用できるため、量子コンピュータの様々なモードに適用できる。
関連論文リスト
- Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。
我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z) - Quantum error mitigation for Fourier moment computation [49.1574468325115]
本稿では、超伝導量子ハードウェアにおける核効果場理論の文脈におけるフーリエモーメントの計算に焦点を当てる。
この研究は、制御反転ゲートを用いたアダマール試験にエコー検証と雑音再正規化を統合した。
ノイズモデルを用いて解析した結果,2桁のノイズ強度が顕著に低下することが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-23T19:10:24Z) - Trade-off between Noise and Banding in a Quantum Adder with Qudits [0.0]
量子フーリエ変換に基づく量子加算は、量子回路の積分部分である。
我々は、任意の欠陥まで量子加算を達成するために必要な制御された回転ゲートの数について、上界を解析的に証明する。
我々は、磁場を利用して1次元のスピン鎖に従って進化する初期状態を作成することが、多体系において量子加算回路を実装するための潜在的手法であることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-17T18:22:23Z) - Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。
我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。
このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z) - First design of a superconducting qubit for the QUB-IT experiment [50.591267188664666]
QUB-ITプロジェクトの目標は、量子非破壊(QND)測定と絡み合った量子ビットを利用した、反復的な単一光子カウンタを実現することである。
本稿では,Qiskit-Metalを用いた共振器に結合したトランスモン量子ビットからなる第1の超伝導デバイスの設計とシミュレーションを行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-18T07:05:10Z) - Efficient criteria of quantumness for a large system of qubits [58.720142291102135]
大規模部分量子コヒーレント系の基本パラメータの無次元結合について論じる。
解析的および数値計算に基づいて、断熱進化中の量子ビット系に対して、そのような数を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T23:50:05Z) - Quantum CDMA Communication Systems [9.992810060555813]
連続モード量子光パルスのスペクトル符号化と復号に基づく新しい量子CDMA技術の基本原理を紹介し,議論する。
理想的で典型的なQCDMAシステムを記述する上で基本となる様々なQCDMAモジュールの数学的モデルを示す。
我々の数学的モデルは、点対点量子通信、量子パルス整形、および入力が連続モード量子信号である量子レーダ信号およびシステムの設計とデータ変調において重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-18T10:05:53Z) - Numerical hardware-efficient variational quantum simulation of a soliton
solution [0.0]
ハードウェア効率の変動固有解器に特に注意を払う量子アルゴリズムの能力について論じる。
磁気相互作用間の微妙な相互作用は、磁気秩序の均一性を破壊するキラル状態の安定化を可能にする。
均一な磁気構造を正確に再現できる一方で、ハードウェア効率の良いアンサッツは、非コリニア磁気構造に詳細な記述を提供することが困難である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-13T11:58:18Z) - Demonstration of quantum advantage by a joint detection receiver for
optical communications using quantum belief propagation on a trapped-ion
device [0.7758302353877525]
本稿では,3ビット線形ツリー符号の2相シフトキーコードワードに対する量子ジョイント検出器の実験的検討を行う。
量子回路に変換された受信機は、トラップイオンデバイスに実験的に実装された。
最小平均復号誤差確率の量子限界を超える実験的なフレームワークを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-25T18:05:31Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - On the capability of a class of quantum sensors [10.894655702718783]
1量子ビットまたは2量子ビットからなる量子センサのクラスの性能について検討する。
量子センサはスピンチェーンシステムに結合され、システム内の未知のパラメータに関する情報を抽出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-19T10:56:08Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。