論文の概要: Efficient Generation of Multi-partite Entanglement between Non-local Superconducting Qubits using Classical Feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.18768v1
- Date: Wed, 27 Mar 2024 17:06:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-28 15:59:48.017341
- Title: Efficient Generation of Multi-partite Entanglement between Non-local Superconducting Qubits using Classical Feedback
- Title（参考訳）: 古典フィードバックを用いた非局所超伝導量子ビット間の多粒子絡み合わせの効率的な生成
- Authors: Akel Hashim, Ming Yuan, Pranav Gokhale, Larry Chen, Christian Juenger, Neelay Fruitwala, Yilun Xu, Gang Huang, Liang Jiang, Irfan Siddiqi,
- Abstract要約: ゲートベースの量子コンピューティングでは、絡み合った状態の生成や量子プロセッサ間の絡み合いの分布は、絡み合った量子ビットの数で増加する回路深さを必要とすることが多い。
テレポーテーションベースの量子コンピューティングでは、量子ビット数で一定となる回路深さの絡み合った状態を決定論的に生成することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.740159711831723
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum entanglement is one of the primary features which distinguishes quantum computers from classical computers. In gate-based quantum computing, the creation of entangled states or the distribution of entanglement across a quantum processor often requires circuit depths which grow with the number of entangled qubits. However, in teleportation-based quantum computing, one can deterministically generate entangled states with a circuit depth that is constant in the number of qubits, provided that one has access to an entangled resource state, the ability to perform mid-circuit measurements, and can rapidly transmit classical information. In this work, aided by fast classical FPGA-based control hardware with a feedback latency of only 150 ns, we explore the utility of teleportation-based protocols for generating non-local, multi-partite entanglement between superconducting qubits. First, we demonstrate well-known protocols for generating Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states and non-local CNOT gates in constant depth. Next, we utilize both protocols for implementing an unbounded fan-out (i.e., controlled-NOT-NOT) gate in constant depth between three non-local qubits. Finally, we demonstrate deterministic state teleportation and entanglement swapping between qubits on opposite side of our quantum processor.
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは、量子コンピュータと古典的コンピュータを区別する主要な特徴の1つである。
ゲートベースの量子コンピューティングでは、絡み合った状態の生成や量子プロセッサ間の絡み合いの分布は、絡み合った量子ビットの数で増加する回路深さを必要とすることが多い。
しかし、テレポーテーションベースの量子コンピューティングでは、量子ビット数で一定となる回路深さの絡み合った状態を決定論的に生成することができる。
本研究は,150 nsのフィードバックレイテンシを持つ高速なFPGAベースの制御ハードウェアによって支援され,超伝導量子ビット間の非局所多部絡みを発生させるテレポーテーションベースのプロトコルの有用性について検討する。
まずグリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)と非局所CNOTゲートを一定深さで生成するためのよく知られたプロトコルを示す。
次に、3つの非局所量子ビット間の一定深さで非有界ファンアウト(すなわち制御NOT-NOT)ゲートを実装するために両方のプロトコルを利用する。
最後に、量子プロセッサの反対側の量子ビット間の決定論的状態テレポーテーションと絡み合いスワップを実証する。
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