論文の概要: Scalable multi-qubit intrinsic gates in quantum dot arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.06894v2
• Date: Mon, 13 May 2024 05:39:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-14 23:54:22.026194
• Title: Scalable multi-qubit intrinsic gates in quantum dot arrays
• Title（参考訳）: 量子ドットアレイにおけるスケーラブルなマルチキュービット固有ゲート
• Authors: Jiaan Qi, Zhi-Hai Liu, Hongqi Xu,
• Abstract要約: 固有量子ゲート(英: intrinsic quantum gate)とは、直接交換結合の下でのクォービット回転フレームの自然な変形の類を指す。 我々は、任意の配列接続の下で、マルチキュービット固有のゲートを識別するための一般的な定式化を開発する。 量子コンピューティングおよび量子誤り訂正における固有ゲートの応用について検討した。
• 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 multi-qubit quantum gates intrinsic to an array of semiconductor quantum dots and investigate how they can be implemented in a scalable way. The intrinsic quantum gates refer to the class of natural-forming transformations in the qubit rotating-frame under direct exchange coupling, and can be recognized as an instruction set of spin-qubit chips. Adopting perturbative treatment, we can model the intrinsic gates by first-order dynamics in the coupling strength and develop a general formalism for identifying the multi-qubit intrinsic gates under arbitrary array connectivity. The advantageous applications of the intrinsic gates in quantum computing and quantum error correction are explored. Factors influencing the fidelities of the multi-qubit intrinsic gates are also discussed. To overcome the problem of inhomogeneous coupling, we propose a theoretical scheme in which single-qubit pulses are applied to dynamically calibrate the connecting bonds. This scheme can be further combined with periodic dynamical decoupling for robust implementations of multi-qubit gates in large-scale quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 半導体量子ドットの配列に固有のマルチキュービット量子ゲートについて検討し、スケーラブルな実装方法について検討する。 固有量子ゲートは、直接交換結合の下でのクォービット回転フレームの自然な変形のクラスを指し、スピンキュービットチップの命令セットとして認識することができる。 摂動的処理を用いることで,結合強度の1次ダイナミクスにより固有ゲートをモデル化し,任意の配列接続下での多ビット固有ゲートの同定のための一般化形式を開発できる。 量子コンピューティングおよび量子誤り訂正における固有ゲートの利点について検討した。 マルチキュービット内在ゲートの忠実度に影響を与える要因についても論じる。 不均一結合の問題を克服するため,結合の動的キャリブレーションに単一キュービットパルスを適用した理論的スキームを提案する。 このスキームはさらに、大規模量子コンピュータにおけるマルチキュービットゲートの堅牢な実装のための周期的動的疎結合と組み合わせることができる。

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