論文の概要: Nonadiabatic Geometric Quantum Gates with on-Demanded Trajectories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.11147v1
• Date: Sat, 20 Jan 2024 06:57:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-23 17:41:43.643243
• Title: Nonadiabatic Geometric Quantum Gates with on-Demanded Trajectories
• Title（参考訳）: オンデマンド軌道を持つ非断熱幾何量子ゲート
• Authors: Yan Liang and Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 本稿では,要求軌道を用いた幾何学的量子ゲートを構築するための一般的なプロトコルを提案する。 提案手法は, 滑らかなパルスを用いて, 対象ハミルトニアンのリバースエンジニアリングを採用する。 提案プロトコルは,大規模量子計算のための高忠実かつ強ロバストな幾何量子ゲートに対して,有望なアプローチを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.017196512665473
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity quantum gates are essential prerequisite for large-scale quantum computation. When manipulating practical quantum systems, environmental and operational induced errors are inevitable, and thus, besides to be fast, operations are more preferable to be intrinsically robust against different errors. Here, we propose a general protocol to construct geometric quantum gates with on demanded trajectory, by modulating the applied pulse shapes that define the system's evolution trajectory. Our scheme adopts a reverse engineering of the target Hamiltonian by using smooth pulses, which also removes the difficulty of calculating geometric phases for an arbitrary trajectory. Besides, as a certain geometric gate can be induced by various trajectories, we can further optimize the gate performance under different scenarios, and numerical simulations indicate that this optimization can greatly enhance its quality. Therefore, our protocol presents a promising approach for high-fidelity and strong-robust geometric quantum gates for large-scale quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度量子ゲートは大規模量子計算に必須である。 実用的な量子システムを操作する場合、環境と操作によるエラーは避けられないため、高速であることに加えて、異なるエラーに対して本質的に堅牢であることが望ましい。 そこで本研究では,応用パルス形状を変調することにより,要求された軌道で幾何学的量子ゲートを構築するための一般的なプロトコルを提案する。 本手法では, 目標ハミルトニアンをスムースパルスを用いて逆エンジニアリングすることにより, 任意の軌道に対して幾何位相を計算することの難しさを解消する。 さらに, 幾何ゲートを様々な軌道で誘導できるため, 異なるシナリオでゲート性能をさらに最適化することができ, 数値シミュレーションにより, この最適化により, その品質が大幅に向上することが示唆された。 そこで本プロトコルは,大規模量子計算のための高忠実かつ強ロバストな量子ゲートに対して,有望なアプローチを示す。

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