論文の概要: Universal fidelity-dissipation relations in quantum gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15762v1
- Date: Mon, 27 Nov 2023 12:31:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 15:32:47.778193
- Title: Universal fidelity-dissipation relations in quantum gates
- Title(参考訳): 量子ゲートにおける普遍忠実度-散逸関係
- Authors: Tan Van Vu and Tomotaka Kuwahara and Keiji Saito
- Abstract要約: 実際の量子ゲートは、一般的に散逸環境の影響を受け、その忠実度を著しく低下させる。
本文では,汎用量子ゲートの平均忠実度と計算過程中に発生する散逸との関係を解明する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate quantum computing relies on the precision of quantum gates. However,
quantum gates in practice are generally affected by dissipative environments,
which can significantly reduce their fidelity. In this Letter, we elucidate
universal relations between the average fidelity of generic quantum gates and
the dissipation that occurs during the computing processes. Considering
scenarios in which a quantum gate is subject to Markovian environments, we
rigorously derive fidelity-dissipation relations that universally hold for
arbitrary operational times. Intriguingly, when the quantum gate undergoes
thermal relaxation, the result can be used as a valuable tool for estimating
dissipation through experimentally measurable fidelity, without requiring
detailed knowledge of the dissipative structure. For the case of arbitrary
environments, we uncover a tradeoff relation between the average fidelity and
energy dissipation, implying that these quantities cannot be large
simultaneously. Our results unveil the computational limitations imposed by
thermodynamics, shedding light on the profound connection between
thermodynamics and quantum computing.
- Abstract(参考訳): 正確な量子コンピューティングは、量子ゲートの精度に依存する。
しかし、実際の量子ゲートは一般的に散逸環境の影響を受け、その忠実度は著しく低下する。
本稿では,汎用量子ゲートの平均忠実度と計算過程中に発生する散逸の関係を明らかにする。
量子ゲートがマルコフ環境に従属するシナリオを考えると、任意の操作時間に普遍的に保持される忠実解離関係を厳格に導出する。
興味深いことに、量子ゲートが熱緩和を受けると、その結果は、散逸構造に関する詳細な知識を必要とせず、実験的に測定可能な忠実度を通じて散逸を推定するための貴重なツールとして用いられる。
任意の環境の場合、平均忠実度とエネルギー散逸のトレードオフ関係を明らかにすることにより、これらの量は同時に大きくなることができないことを示す。
熱力学と量子コンピューティングの深い関係に光を当てて,熱力学によって課される計算量制限を明らかにした。
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