論文の概要: Chaotic fluctuations in a universal set of transmon qubit gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.14592v1
• Date: Fri, 24 Nov 2023 16:30:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-27 14:36:59.169051
• Title: Chaotic fluctuations in a universal set of transmon qubit gates
• Title（参考訳）: 普遍なトランザクビットゲートの集合におけるカオス的揺らぎ
• Authors: Daniel Basilewitsch, Simon-Dominik B\"orner, Christoph Berke, Alexander Altland, Simon Trebst, Christiane P. Koch
• Abstract要約: 普遍ゲート集合を記述する時間発展作用素の固有位相と状態を考える。 高速な絡み合うゲートは、いわゆる量子速度限界に近い速度で動作しており、力学が部分的にカオスになる過渡的な状態を含んでいることを観察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Transmon qubits arise from the quantization of nonlinear resonators, systems that are prone to the buildup of strong, possibly even chaotic, fluctuations. One may wonder to what extent fast gate operations, which involve the transient population of states outside the computational subspace, can be affected by such instabilities. We here consider the eigenphases and -states of the time evolution operators describing a universal gate set, and analyze them by methodology otherwise applied in the context of many-body physics. Specifically, we discuss their spectral statistic, the distribution of time dependent level curvatures, and state occupations in- and outside the computational subspace. We observe that fast entangling gates, operating at speeds close to the so-called quantum speed limit, contain transient regimes where the dynamics indeed becomes partially chaotic. We find that for these gates even small variations of Hamiltonian or control parameters lead to large gate errors and speculate on the consequences for the practical implementation of quantum control.
• Abstract（参考訳）: トランスモン量子ビット(transmon qubits)は、強い、おそらくカオス的な揺らぎの積み重ねにつながる非線形共振器の量子化から生じる。 計算部分空間外の状態の過渡的な人口を含む高速ゲート操作が、そのような不安定性によってどの程度影響を受けるのか疑問に思うかもしれない。 本稿では,普遍ゲート集合を記述する時間発展作用素の固有相と状態について考察し,多体物理学の文脈で適用される手法を用いて解析する。 具体的には,それらのスペクトル統計,時間依存レベル曲率分布,計算部分空間内外における状態占有率について考察する。 高速な絡み合うゲートは、いわゆる量子速度限界に近い速度で動作しており、力学が部分的にカオスになる過渡的な状態を含んでいる。 これらのゲートに対して、ハミルトニアンあるいは制御パラメータの小さなバリエーションは大きなゲート誤差を引き起こし、量子制御の実践的な実装の結果を推測する。

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