論文の概要: Dynamically Generated Decoherence-Free Subspaces and Subsystems on Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07278v1
• Date: Sun, 11 Feb 2024 19:01:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-13 16:31:22.293219
• Title: Dynamically Generated Decoherence-Free Subspaces and Subsystems on Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビット上の動的デコヒーレンスフリー部分空間とサブシステム
• Authors: Gregory Quiroz, Bibek Pokharel, Joseph Boen, Lina Tewala, Vinay Tripathi, Devon Williams, Lian-Ao Wu, Paraj Titum, Kevin Schultz, Daniel Lidar
• Abstract要約: デコヒーレンスのない部分空間とサブシステム(DFS)は、デコヒーレンスの影響を受けない対称性で保護された状態に符号化することで量子情報を保存する。 ここではDD生成DFS論理量子ビットの最初の実験例を示す。 DFS論理量子ビットはDDのみの物理量子ビットよりも最大で23%の保存精度の向上を達成できることを示す。
• 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: Decoherence-free subspaces and subsystems (DFS) preserve quantum information by encoding it into symmetry-protected states unaffected by decoherence. An inherent DFS of a given experimental system may not exist; however, through the use of dynamical decoupling (DD), one can induce symmetries that support DFSs. Here, we provide the first experimental demonstration of DD-generated DFS logical qubits. Utilizing IBM Quantum superconducting processors, we investigate two and three-qubit DFS codes comprising up to six and seven noninteracting logical qubits, respectively. Through a combination of DD and error detection, we show that DFS logical qubits can achieve up to a 23% improvement in state preservation fidelity over physical qubits subject to DD alone. This constitutes a beyond-breakeven fidelity improvement for DFS-encoded qubits. Our results showcase the potential utility of DFS codes as a pathway toward enhanced computational accuracy via logical encoding on quantum processors.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンスフリー部分空間とサブシステム(dfs)は、デコヒーレンスに影響されない対称性保護状態へ量子情報を符号化することで量子情報を保存する。 与えられた実験系に固有のDFSは存在しないかもしれないが、動的デカップリング(DD)を用いることで、DFSをサポートする対称性を誘導することができる。 ここではDD生成DFS論理量子ビットの最初の実験例を示す。 IBM Quantum 超伝導プロセッサを用いて、最大6ビットと7ビットの非相互作用論理量子ビットからなる2ビットと3ビットの DFS コードを調べる。 DDと誤り検出の組み合わせにより,DFS論理量子ビットはDD単独の物理量子ビットよりも最大で23%の保存精度の向上を達成できることを示す。 これにより、DFS符号化量子ビットの非破壊的な忠実性向上が実現される。 本稿では,量子プロセッサ上での論理エンコーディングによる計算精度の向上に向けた経路として,dfs符号の潜在的有用性を示す。

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