論文の概要: Global Variational Quantum Circuits for Arbitrary Symmetric State Preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.05060v2
- Date: Sat, 21 Jun 2025 12:22:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.128195
- Title: Global Variational Quantum Circuits for Arbitrary Symmetric State Preparation
- Title（参考訳）: 任意対称状態生成のための大域的変分量子回路
- Authors: Liam J. Bond, Matthew J. Davis, Jiří Minář, Rene Gerritsma, Gavin K. Brennen, Arghavan Safavi-Naini,
- Abstract要約: 我々は、大域的な一軸ねじれと大域的な回転からなる変分回路を用いて、任意の対称状態を効率的に作成する。
回路はローカルアドレス可能性やアンシラ量子ビットを必要としない。
このプロトコルは、典型的な実験ノイズレベルの存在下で、$gtrsim 95%のフィデリティを達成できると推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum states that are symmetric under particle exchange play a crucial role in fields such as quantum metrology and quantum error correction. We use a variational circuit composed of global one-axis twisting and global rotations to efficiently prepare arbitrary symmetric states, i.e. any superposition of Dicke states. The circuit does not require local addressability or ancilla qubits and thus can be readily implemented in a variety of experimental platforms including trapped-ion quantum simulators and cavity QED systems. We provide analytic and numerical evidence that any $N$-qubit symmetric state can be prepared in $2N/3$ steps. We demonstrate the utility of our protocol by preparing (i) metrologically useful $N$-qubit Dicke states of up to $N = 300$ qubits in $\mathcal{O}(1)$ gate steps with theoretical infidelities $1-\mathcal{F} < 10^{-3}$, (ii) the $N = 9$ Ruskai codewords in $P = 4$ gate steps with $1-\mathcal{F} < 10^{-4}$, and (iii) the $N = 13$ Gross codewords in $P = 7$ gate steps with $1-\mathcal{F} < 10^{-4}$. Focusing on trapped-ion platforms, for the $N = 9$ Ruskai and $N = 13$ Gross codewords we estimate that the protocol achieves fidelities $\gtrsim 95\%$ in the presence of typical experimental noise levels, thus providing a pathway to the preparation of a wide range of useful highly-entangled quantum states.
- Abstract（参考訳）: 量子交換の下で対称である量子状態は、量子力学や量子誤差補正のような分野において重要な役割を果たす。
我々は大域的一軸ねじれと大域的回転からなる変分回路を用いて任意の対称状態、すなわちディック状態の重ね合わせを効率的に作成する。
この回路は局所アドレス性やアンシラ量子ビットを必要としないため、トラップイオン量子シミュレータやキャビティQEDシステムを含む様々な実験プラットフォームで容易に実装できる。
我々は、任意の$N$-qubit対称状態が2N/3$ステップで準備できるという解析的および数値的な証拠を提供する。
準備によるプロトコルの有用性の実証
(i)理論的に有用である$N$-qubit Dicke状態の$N = 300$ qubits in $\mathcal{O}(1)$ gate steps with theoretical infidelities $1-\mathcal{F} < 10^{-3}$,
(ii)$N = 9$ Ruskai codewords in $P = 4$ gate steps with $1-\mathcal{F} < 10^{-4}$, and
(iii)$N = 13$ Gross codewords in $P = 7$ gate steps with $1-\mathcal{F} < 10^{-4}$。
N = 9$ Ruskai と $N = 13$ Gross のコードワードでは、典型的な実験ノイズレベルの存在下で、このプロトコルがフィデリティ$\gtrsim 95\%$を達成し、様々な有用な高絡み合った量子状態を作るための経路を提供すると見積もっている。
関連論文リスト
- High-Dimensional Quantum Key Distribution with Qubit-like States [0.0]
フーリエ量子(または$textitF$-qubits)と呼ばれる量子ビット状態を用いた高次元QKDプロトコルを提案する。
我々のスキームでは、各$textitF$-qubitは相対位相を持つ2つの計算基底状態の重ね合わせであり、$d$は計算基底の次元である。
この非ミューチュアルに偏りのないアプローチは、国家の2次元の性質にもかかわらず、盗聴器に漏れた情報を束縛し、高次元量子システムのセキュリティを維持することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-04T19:34:28Z) - Universal quantum computation via scalable measurement-free error correction [45.29832252085144]
本研究では,中間回路計測を行なわずに誤り訂正を行うシナリオにおいて,普遍的な量子計算をフォールトトレラントにすることができることを示す。
論理的な$mathitCCZ$ゲートを実現するため,Bacon-Shor符号の無測定変形プロトコルを導入する。
特に,回路レベルのエラーレートが10～3ドル以下であれば,破れない論理性能が達成可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-19T18:55:44Z) - A Universal Circuit Set Using the $S_3$ Quantum Double [0.5231056284485742]
量子二重モデル $mathcalD(S_3)$ -- 特定の非アベリア位相コードを示す。
我々は$mathcalD(S_3)$の物理自由度を、新しい量子的誤り訂正符号にエンコードする。
我々の提案は, NISQ時代の普遍的位相量子計算を実現するための有望な経路を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-14T18:58:41Z) - Scalable High-Dimensional Multipartite Entanglement with Trapped Ions [0.0]
我々は、有名な1軸ツイスト(OAT)ハミルトニアンを、クォーディットに対して$N$ qubitsで一般化する。
任意の原子数$N$の積状態から始めると、BOATの下での力学は、クォートやクォートに対するGHZ状態を形成する。
本研究の結果は,現在の原子ベースの量子ハードウェア上での高次元多部絡みのスケーラブルな生成と証明の道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-29T06:54:50Z) - Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。
我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z) - Non-Local Multi-Qubit Quantum Gates via a Driven Cavity [0.0]
共振器モードに結合したキュービット上の決定論的非局所的マルチキュービット量子ゲートを実装するための2つのプロトコルを提案する。
プロトコルはキャビティモードの古典的なドライブのみに依存し、キュービットの外部ドライブは不要である。
我々は、光またはマイクロ波空洞に結合した原子および分子量子ビットのゲート忠実度と持続時間の推定を行い、量子誤差補正への応用を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-23T09:30:42Z) - Spacetime-Efficient Low-Depth Quantum State Preparation with
Applications [93.56766264306764]
任意の量子状態を作成するための新しい決定論的手法は、以前の方法よりも少ない量子資源を必要とすることを示す。
我々は、量子機械学習、ハミルトンシミュレーション、方程式の線形系を解くことなど、この能力が役立ついくつかのアプリケーションを強調した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-03T18:23:20Z) - Universal qudit gate synthesis for transmons [44.22241766275732]
超伝導量子プロセッサを設計する。
本稿では,2量子共振共振ゲートを備えたユニバーサルゲートセットを提案する。
ノイズの多い量子ハードウェアのための$rm SU(16)$ゲートの合成を数値的に実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-08T18:59:53Z) - SWAP Test for an Arbitrary Number of Quantum States [4.989480853499916]
我々は、任意の数$m$の量子状態に対する量子SWAPテストを一般化するアルゴリズムを開発した。
任意の純状態の重なりを同時に測定できる量子回路を構築する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-25T20:53:44Z) - Quantum simulation of $\phi^4$ theories in qudit systems [53.122045119395594]
回路量子力学(cQED)システムにおける格子$Phi4$理論の量子アルゴリズムの実装について論じる。
quditシステムの主な利点は、そのマルチレベル特性により、対角的な単一量子ゲートでしかフィールドの相互作用を実装できないことである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T16:30:33Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Gaussian conversion protocols for cubic phase state generation [104.23865519192793]
連続変数を持つ普遍量子コンピューティングは非ガウス的資源を必要とする。
立方相状態は非ガウス状態であり、実験的な実装はいまだ解明されていない。
非ガウス状態から立方相状態への変換を可能にする2つのプロトコルを導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-07T09:19:49Z) - Verification of phased Dicke states [2.4173125243170377]
ディック状態は、真の多部絡みを持つ量子状態の例である。
フェーズド・ディック状態はディック状態の一般化であり、反対称基底状態を含む。
フェーズドDicke状態を検証するための実用的で効率的なプロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-15T04:09:56Z)
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。