論文の概要: Non-adiabatic holonomies as photonic quantum gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04014v1
• Date: Mon, 8 Jan 2024 16:44:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 14:47:02.285662
• Title: Non-adiabatic holonomies as photonic quantum gates
• Title（参考訳）: フォトニック量子ゲートとしての非断熱ホロノミー
• Authors: Vera Neef, Julien Pinske, Tom A.W. Wolterink, Karo Becker, Matthias Heinrich, Stefan Scheel, and Alexander Szameit
• Abstract要約: 単一量子ゲートとして使用できる非断熱ホロノミーの量子光学的実現について述べる。 構造物の非断熱性は、前例のない小型化の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: One of the most promising nascent technologies, quantum computation faces a major challenge: The need for stable computational building blocks. We present the quantum-optical realization of non-adiabatic holonomies that can be used as single-qubit quantum gates. The hallmark topological protection of non-Abelian geometric phases reduces the need for quantum error correction on a fundamental physical level, while the inherent non-adiabaticity of the structures paves the way for unprecedented miniaturization. To demonstrate their versatility, we realize the Hadamard and Pauli-X gates, experimentally show their non-Abelian nature, and combine them into a single-qubit quantum algorithm, the PQ penny flipover. The planar geometry of such designs enables them to be substituted for the conventional directional coupler meshes currently in wide-spread use in photonic quantum architectures across all platforms.
• Abstract（参考訳）: 最も有望な技術の一つとして、量子計算は大きな課題に直面している。 単一量子ゲートとして使用できる非断熱ホロノミーの量子光学的実現について述べる。 非アベリア幾何学的位相のホールマーク的保護は、基本的な物理レベルでの量子エラー補正の必要性を減らし、構造の本質的な非断熱性は、前例のない小型化の道を開く。 その汎用性を示すために、ハダマールとパウリ-xゲートを認識し、実験的にそれらの非可換性を示し、それらを1量子ビット量子アルゴリズムであるpq penny flipoverに結合する。 このような設計の平面幾何学は、現在全てのプラットフォームにわたるフォトニック量子アーキテクチャで広く使われている従来の指向性カプラメッシュに置き換えることができる。

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