論文の概要: Toward a M{\o}lmer S{\o}rensen Gate With .9999 Fidelity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15958v1
- Date: Mon, 27 Nov 2023 16:02:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 14:28:42.025214
- Title: Toward a M{\o}lmer S{\o}rensen Gate With .9999 Fidelity
- Title（参考訳）: 9999 忠実度を持つ M{\o}lmer S{\o}rensen Gate に向けて
- Authors: Reinhold Bl\"umel, Andrii Maksymov, Ming Li
- Abstract要約: 正常なオーバーヘッドでのフォールトトレラントな量子コンピューティングには、2量子ゲートが必要であり、高い忠実度が要求される。
我々は、ノイズフリーで理想的な条件下であっても、キャリア項を無視し、制御パルス構造に用いるハミルトニアンのラムディッケ項を線形化することは正当化されないことを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.830420622355277
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Realistic fault-tolerant quantum computing at reasonable overhead requires
two-qubit gates with the highest possible fidelity. Typically, an infidelity of
$\lesssim 10^{-4}$ is recommended in the literature. Focusing on the
phase-sensitive architecture used in laboratories and by commercial companies
to implement quantum computers, we show that even under noise-free, ideal
conditions, neglecting the carrier term and linearizing the Lamb-Dicke term in
the Hamiltonian used for control-pulse construction for generating
M{\o}lmer-S{\o}rensen XX gates based on the Raman scheme are not justified if
the goal is an infidelity target of $10^{-4}$. We obtain these results with a
gate simulator code that, in addition to the computational space, explicitly
takes the most relevant part of the phonon space into account. With the help of
a Magnus expansion carried to the third order, keeping terms up to the fourth
order in the Lamb-Dicke parameters, we identify the leading sources of coherent
errors, which we show can be eliminated by adding a single linear equation to
the phase-space closure conditions and subsequently adjusting the amplitude of
the control pulse (calibration). This way, we obtain XX gates with infidelities
$< 10^{-4}$.
- Abstract（参考訳）: 妥当なオーバーヘッドで現実的なフォールトトレラント量子コンピューティングは、2量子ビットゲートを必要とする。
通常、文献では$\lesssim 10^{-4}$の不忠実さが推奨される。
実験室や商用企業が量子コンピュータを実装するために使用する位相感受性アーキテクチャに注目して、M{\o}lmer-S{\o}rensen XX ゲートを生成するためにM{\o}lmer-S{\o}rensen XX ゲートを生成するために使われるハミルトニアンのキャリア項を無視し、ランブ・ディッケ項を線形化する、ノイズフリーで理想的な条件下であっても、目標が 10^{-4} の不忠実な目標であれば、正当化されないことを示す。
これらの結果は,計算空間に加えて,フォノン空間の最も関連性の高い部分を考慮に入れたゲートシミュレータコードを用いて得られる。
ラム・ディッケパラメータにおいて第4次まで条件を保ちながら第3次マグナス展開の助けを借りて、位相空間閉鎖条件に1つの線形方程式を加え、制御パルス(校正)の振幅を調整することによって、コヒーレントエラーの主原因を特定する。
このようにして、不完全性 $<10^{-4}$ の XX ゲートを得る。
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