論文の概要: Protecting logical qubits with dynamical decoupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05604v1
• Date: Thu, 8 Feb 2024 12:03:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-09 15:15:18.884078
• Title: Protecting logical qubits with dynamical decoupling
• Title（参考訳）: 動的デカップリングによる論理キュービットの保護
• Authors: Jia-Xiu Han, Jiang Zhang, Guang-Ming Xue, Haifeng Yu, Guilu Long
• Abstract要約: 超伝導量子ビットにおいて、複数の論理量子ビットが物理的に優れていることを示すのはこれが初めてである。 今後の信頼性の高い量子計算のコンポーネントとして,我々のスキームは有望である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.87159208809119
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Demonstrating that logical qubits outperform their physical counterparts is a milestone for achieving reliable quantum computation. Here, we propose to protect logical qubits with a novel dynamical decoupling scheme that implements iSWAP gates on nearest-neighbor physical qubits, and experimentally demonstrate the scheme on superconducting transmon qubits. In our scheme, each logical qubit only requires two physical qubits. A universal set of quantum gates on the logical qubits can be achieved such that each logical gate comprises only one or two physical gates. Our experiments reveal that the coherence time of a logical qubit is extended by up to 366% when compared to the better-performing physical qubit. Moreover, to the best of our knowledge, we demonstrate for the first time that multiple logical qubits outperform their physical counterparts in superconducting qubits. We illustrate a set of universal gates through a logical Ramsey experiment and the creation of a logical Bell state. Given its scalable nature, our scheme holds promise as a component for future reliable quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 論理量子ビットが物理ビットよりも優れていることを示すことは、信頼性の高い量子計算を達成するためのマイルストーンである。 本稿では,最も近い物理キュービット上にiswapゲートを実装した新しい動的分離スキームを用いて論理キュービットを保護し,超伝導トランスモンキュービットに関するスキームを実験的に実証する。 このスキームでは、各論理キュービットは2つの物理キュービットしか必要としない。 論理量子ビット上の量子ゲートの普遍的な集合は、各論理ゲートが1つまたは2つの物理ゲートのみを含むように達成できる。 実験の結果, 論理量子ビットのコヒーレンス時間は, より優れた物理量子ビットと比較して最大366%延長されることがわかった。 さらに、我々の知る限り、超伝導量子ビットにおいて、複数の論理量子ビットが物理的に優れていることを示すのが初めてである。 我々は、論理ランゼー実験と論理ベル状態の生成を通じて、普遍ゲートのセットを説明する。 スケーラブルな性質から、我々のスキームは将来の信頼性の高い量子計算のコンポーネントとして期待できる。

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