論文の概要: On the feasibility of quantum teleportation protocols implemented with Silicon devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.19551v2
- Date: Thu, 03 Oct 2024 16:07:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-04 23:28:04.846953
- Title: On the feasibility of quantum teleportation protocols implemented with Silicon devices
- Title（参考訳）: シリコンデバイスを用いた量子テレポーテーションプロトコルの実現可能性について
- Authors: Junghee Ryu, Hoon Ryu,
- Abstract要約: シリコンベースのスピン量子ビット(量子ビット)は、スケーラブルな量子コンピューティングの候補として期待されている。
本稿では,シリコンの電気的に定義された量子ドット構造上に実装された絡み合いに基づく量子情報応用の計算的検討を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3222802562733786
- License:
- Abstract: With recent experimental advancements demonstrating high-fidelity universal logic gates and basic programmability, Silicon-based spin quantum bit (qubit) have emerged as promising candidates for scalable quantum computing. However, implementation of more complex quantum information protocols with many qubits still remains a critical challenge for realization of practical programmability in Silicon devices. In this study, we present a computational investigation of entanglement-based quantum information applications implemented on an electrically defined quantum dot structure in Silicon. Using in-house multi-scale simulations based on tight-binding calculations augmented with bulk physics, we model a five quantum dot system that can create up to five electron spin qubits, and discuss details of control engineering needed to implement single-qubit rotations and two-qubit logic operations in a programmable manner. Using these elementary operations, then, we design a five-qubit quantum teleportation protocol and computationally verify its end-to-end operation including a simple but clear analysis on how the designed circuit can be affected by charge noise. With engineering details that are not well uncovered by experiments, our results demonstrate the advanced programmability of Silicon quantum dot systems, delivering the practical guidelines for potential designs of quantum information processes based on electrically defined Silicon quantum dot structures.
- Abstract（参考訳）: 近年、高忠実な普遍論理ゲートと基本プログラム可能性を示す実験的な進歩により、シリコンベースのスピン量子ビット(量子ビット)がスケーラブルな量子コンピューティングの候補として浮上した。
しかし、多くの量子ビットを持つより複雑な量子情報プロトコルの実装は、依然としてシリコンデバイスにおける実用的なプログラマビリティの実現において重要な課題である。
本研究では,シリコンの電気的に定義された量子ドット構造上に実装された絡み合いに基づく量子情報応用の計算的検討を行う。
バルク物理を付加したタイトバインディング計算に基づく社内マルチスケールシミュレーションを用いて、最大5個の電子スピン量子ビットを生成できる5つの量子ドットシステムをモデル化し、プログラム可能な方法で1量子ビット回転と2量子ビット論理演算を実装するために必要な制御工学の詳細について議論する。
これらの基本演算を用いて、5量子ビットの量子テレポーテーションプロトコルを設計し、設計した回路が電荷ノイズによってどのように影響を受けるかの単純かつ明確な分析を含むエンドツーエンドの演算を計算的に検証する。
実験によって明らかにされていない工学的な詳細から、我々はシリコン量子ドットシステムの高度なプログラム可能性を示し、電気的に定義されたシリコン量子ドット構造に基づく量子情報プロセスの潜在的な設計のための実用的なガイドラインを提供する。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Quantum Computing for Solid Mechanics and Structural Engineering -- a
Demonstration with Variational Quantum Eigensolver [3.8061090528695534]
変分量子アルゴリズムは、コスト関数を効率的に最適化するために重ね合わせと絡み合いの特徴を利用する。
我々は,IBM Qiskit プラットフォーム上で 5-qubit および 7-qubit 量子プロセッサ上での数値処理を実装し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-28T17:52:47Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Quantum information processing with superconducting circuits: a
perspective [0.0]
主な問題は、量子最適化と材料科学の有用な応用において、どのように量子優位を達成するかである。
変分量子アルゴリズムの最適化と電子構造決定への応用に関する最近の研究
競争力のある量子システムへのスケールアップ方法に関する現在の作業とアイデア。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-09T10:49:56Z) - Scalable Simulation of Quantum Measurement Process with Quantum
Computers [13.14263204660076]
量子計測過程をエミュレートする量子ビットモデルを提案する。
1つのモデルは単一光子検出によって動機付けされ、もう1つはスピン測定によって動機付けされる。
我々はSchr"odinger cat-like状態を生成し、それに対応する量子回路を明示的に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-28T14:21:43Z) - An Amplitude-Based Implementation of the Unit Step Function on a Quantum
Computer [0.0]
量子コンピュータ上での単位ステップ関数の形で非線形性を近似するための振幅に基づく実装を提案する。
より先進的な量子アルゴリズムに埋め込まれた場合、古典的コンピュータから直接入力を受ける2つの異なる回路タイプを量子状態として記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-07T07:14:12Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Efficient realization of quantum algorithms with qudits [0.70224924046445]
マルチレベル量子システム(キューディット)を用いた量子アルゴリズムの効率的な実装手法を提案する。
提案手法は,Quditベースのプロセッサのパラメータに依存する標準量子ビット方式の回路のトランスパイレーションを用いる。
特定の普遍集合から取られた単一量子ゲートと2量子ゲートの列に量子回路を変換する明示的なスキームを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-08T11:09:37Z) - On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。
私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-29T14:01:40Z) - Quantum Federated Learning with Quantum Data [87.49715898878858]
量子機械学習(QML)は、量子コンピューティングの発展に頼って、大規模な複雑な機械学習問題を探求する、有望な分野として登場した。
本稿では、量子データ上で動作し、量子回路パラメータの学習を分散的に共有できる初めての完全量子連合学習フレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-30T12:19:27Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。