論文の概要: Dynamic Cooling on Contemporary Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.09134v1
• Date: Wed, 17 Jan 2024 11:16:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-18 15:58:34.717904
• Title: Dynamic Cooling on Contemporary Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける動的冷却
• Authors: Lindsay Bassman Oftelie, Antonella De Pasquale, and Michele Campisi
• Abstract要約: 我々は,N-1$以上の同じ量子ビットを加熱することにより,ターゲット量子ビットを冷却する動的冷却の問題を考察した。 低温条件下では, 冷却に伴う作業コストが指数関数的に有利であることを示す。
• 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: We study the problem of dynamic cooling whereby a target qubit is cooled at the expense of heating up $N-1$ further identical qubits, by means of a global unitary operation. A standard back-of-the-envelope high temperature estimate establishes that the target qubit temperature can only be dynamically cooled by at most a factor of $1/\sqrt{N}$. Here, we provide the exact expression for the smallest temperature to which the target qubit can be cooled and reveal that there is a crossover from the high initial temperature regime where the scaling is in fact $1/\sqrt{N}$ to a low initial temperature regime where a much faster scaling of $1/N$ occurs. This slow $1/\sqrt{N}$ scaling, relevant for early high-temperature NMR quantum computers, is the reason dynamic cooling was dismissed as ineffectual around 20 years ago; the fact that current low-temperature quantum computers fall in the fast $1/N$ scaling regime, reinstates the appeal of dynamic cooling today. We further show that the associated work cost of cooling is exponentially more advantageous in the low temperature regime. Finally, we discuss the quantum circuit complexity and optimal implementation of dynamic cooling, and examine the effects of noise on cooling in near-term quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 我々は,大域的ユニタリ演算を用いて,N-1$以上の同一量子ビットを加熱することにより,ターゲット量子ビットを冷却する動的冷却の問題を研究する。 標準のバック・オブ・ザ・エンベロープ高温推定では、目標の量子ビット温度は最大で1/\sqrt{n}$でのみ動的に冷却できる。 ここでは、ターゲットの量子ビットを冷却できる最小の温度の正確な表現を提供し、スケーリングが実際に1/\sqrt{n}$である高初期温度レジームから、より高速な1/n$のスケーリングが発生する低初期温度レジームへのクロスオーバーがあることを明らかにする。 この遅い1/\sqrt{N}$スケールは、初期の高温NMR量子コンピュータと関係があり、20年ほど前に動的冷却が非効率であると否定された理由である。 さらに, 低温環境下では, 冷却の作業コストが指数関数的に有利であることを示す。 最後に, 量子回路の複雑性と動的冷却の最適実装について考察し, 短期量子コンピュータの冷却におけるノイズの影響について検討する。

関連論文リスト

• Laser cooling trapped-ion crystal modes beyond the Lamb-Dicke regime [0.0]
  トラップイオン結晶のエネルギー依存冷却力学を予測するための非摂動半古典的手法を構築した。 提案手法は, レーザー冷却力学の高速かつ高精度な予測をエネルギースケールで行うことによって, 完全量子モデルを補完する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-27T23:42:53Z)
• A Millimeter-Wave Superconducting Qubit [39.76747788992184]
  超伝導量子ビットはミリ波範囲(100GHz付近)までスケールアップされる これは、希少な3ドルHeの冷蔵庫への依存を取り除き、低温システムを簡単にし、冷却電力を桁違いに高めることによる多くの利点がある。 このミリ波量子エミッタのデモンストレーションは、高周波光子検出における感度閾値を高めるためのエキサイティングな展望を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-17T20:38:17Z)
• QuL: Programming Library for Computational Cooling of Qubits [0.0]
  量子コンピュータの成功の鍵となるハードルは、量子ビットを純粋な状態に初期化する能力である。 量子ビットの計算冷却は、量子ビットのサブセットが他の量子ビットを加熱するために冷却されるので、量子ビットを効果的に冷却するルートを提供する。 本稿では,様々な計算冷却プロトコルのための量子回路の生成,解析,テストに使用できるプログラミングライブラリQuLを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-17T09:32:02Z)
• Microwave-Induced Cooling in Double Quantum Dots: Achieving Millikelvin Temperatures to Reduce Thermal Noise around Spin Qubits [0.0]
  ゲート定義量子ドット(QD)におけるスピン量子ビットは、そのスケーラビリティと長いコヒーレンス時間のために、主要な技術として出現している。 本稿では,DQDが冷媒として機能し,計算量子ビット周辺の局所フォノン環境を低減できる新しいゲート定義二重量子ドット (DQD) 冷却システムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-21T22:32:11Z)
• Beating the thermal limit of qubit initialization with a Bayesian Maxwell's demon [48.7576911714538]
  フォールトトレラント量子コンピューティングは、明確に定義された有限状態の量子レジスタを初期化する必要がある。 固体系では、これは典型的には冷たい貯水池への熱化によって達成される。 本稿では, 熱限界を超える信頼度を持つフィデューシャル量子状態を作成する方法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-05T13:55:08Z)
• A scalable helium gas cooling system for trapped-ion applications [51.715517570634994]
  複数のイオントラッピング実験を同時に行うためのモジュラー冷却システムを提案する。 冷却システムは、70Kで111Wのネット冷却電力を最大4実験に供給することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-14T16:37:54Z)
• Fast Laser Cooling Using Optimal Quantum Control [11.815965846475027]
  最先端の冷却スキームは、分析的に導出された最適冷却条件のセットの下で機能することが多い。 高速な冷却が可能でありながら,低平均フォノン占有を維持可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-10T01:01:18Z)
• Few-qubit quantum refrigerator for cooling a multi-qubit system [0.0]
  我々は、いわゆるスピンスターモデルにおいて、中心量子ビットと$N$ ancilla qubitsを結合した中心量子ビットを、我々の量子冷蔵庫とみなす。 その後、より冷たい中心量子ビットは、一般的な量子多ビット系を冷却する冷媒界面として使用されることが提案されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-27T19:25:23Z)
• Millikelvin temperature cryo-CMOS multiplexer for scalable quantum device characterisation [44.07593636917153]
  近年,固体量子ビットに基づく量子コンピュータが急速に発展してきた。 現在、各量子デバイスは、室温と希釈冷凍機のベース温度との間の専用信号線を制御して特徴付けされている。 このアプローチはスケーラブルではなく、現在、大規模な量子システム統合と量子デバイスの特徴付けの開発を制限している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-23T16:22:15Z)
• Controlling Rayleigh-B\'enard convection via Reinforcement Learning [62.997667081978825]
  固定外熱勾配下での対流熱交換を抑制または促進するための効果的な制御戦略の同定は、重要な基本的かつ技術的問題である。 本研究では,最先端の強化学習(RL)アルゴリズムに基づく新しい手法を提案する。 我々のRL制御は導電系を安定させ、対流の開始をレイリー数にすることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-31T16:39:25Z)
• Algorithmic Cooling of Nuclear Spin Pairs using a Long-Lived Singlet State [48.7576911714538]
  長寿命の核一重項状態を利用してスピンペア系のアンサンブルにおいて大きな冷却が達成されることを示す。 これは量子重畳状態を用いたアルゴリズム冷却の最初の実演である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-12-31T09:57:03Z)

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。