論文の概要: Lattice Hamiltonians and Stray Interactions Within Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09145v3
• Date: Wed, 11 Dec 2024 12:34:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-12 13:58:57.724152
• Title: Lattice Hamiltonians and Stray Interactions Within Quantum Processors
• Title（参考訳）: 格子ハミルトニアンと量子プロセッサ内のひずみ相互作用
• Authors: Xuexin Xu, Manabputra, Chloé Vignes, Mohammad H. Ansari, John Martinis,
• Abstract要約: 同じチップ上に多くの量子ビットを持つ量子プロセッサのハミルトンモデルを開発することは、量子コンピューティング技術の進歩に不可欠である。 この研究は、格子ハミルトンを量子回路設計に取り入れることの重要性を浮き彫りにしている。 ゆるやかに分離された量子ビットは、より弱い層間相互作用とより高いゲート忠実度をもたらし、従来の仮定に挑戦する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.564232659769944
• License:
• Abstract: Developing Hamiltonian models for quantum processors with many qubits on the same chip is crucial for advancing quantum computing technologies. Stray couplings between qubits lead to errors in gate operations. This study underscores the importance of incorporating lattice Hamiltonians into quantum circuit design. By comparing many-body effects with two-body stray couplings, we show how adjusting circuit parameters can enhance two-qubit gate fidelity. We find that loosely decoupled qubits result in weaker stray interactions and higher gate fidelity, challenging conventional assumptions. We investigate the scenario where three-body $ZZZ$ interaction surpasses two-body $ZZ$ interactions, highlighting the transformative potential of lattice Hamiltonians for novel multi-qubit gates. Moreover, we investigate the cross-resonance gate within the lattice Hamiltonian framework and examine the impact of microwave pulses on stray coupling. This emphasizes the necessity of developing a comprehensive theoretical framework that includes lattice interactions, which are now critical given the sophistication of contemporary quantum hardware. These insights are vital for developing fault-tolerant quantum computing and next-generation quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 同じチップ上に多くの量子ビットを持つ量子プロセッサのハミルトンモデルを開発することは、量子コンピューティング技術の進歩に不可欠である。 クォービット間のひずみ結合はゲート操作の誤差を引き起こす。 この研究は、格子ハミルトンを量子回路設計に取り入れることの重要性を浮き彫りにしている。 複数体効果と2体ストライカップリングを比較することで、回路パラメータの調整が2ビットゲートの忠実度をいかに高めるかを示す。 ゆるやかに分離された量子ビットは、より弱い層間相互作用とより高いゲート忠実度をもたらし、従来の仮定に挑戦する。 本稿では,3体$ZZ$相互作用が2体$ZZ$相互作用を超えるシナリオを考察し,新しいマルチキュービットゲートに対する格子ハミルトニアンの変換ポテンシャルを浮き彫りにする。 さらに,格子ハミルトニアンフレームワーク内のクロス共振ゲートについて検討し,マイクロ波パルスが層間結合に与える影響について検討した。 これは、現代の量子ハードウェアの高度化を考えると、格子相互作用を含む包括的な理論フレームワークを開発する必要性を強調している。 これらの知見は、フォールトトレラント量子コンピューティングや次世代量子プロセッサの開発に不可欠である。

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