論文の概要: Nanomechanical ancilla qubits generator for error correction algorithms in quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.13234v1
- Date: Sat, 20 Apr 2024 02:08:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-23 19:58:55.195110
- Title: Nanomechanical ancilla qubits generator for error correction algorithms in quantum computation
- Title（参考訳）: 量子計算における誤差補正アルゴリズムのためのナノメカニカルアンシラ量子ビット生成器
- Authors: Danko Radić, Leonid Y. Gorelik, Sergei I. Kulinich, Robert I. Shekhter,
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピューティングにおける誤り訂正アルゴリズムに対して,適切に絡み合った「アンシラ」量子ビットを生成するナノエレクトロメカニカルセットアップを提案する。
このセットアップは、電圧バイアス超伝導電極と機械的に振動するメゾスコピック超伝導粒との間の交流ジョセフソン効果を利用するメゾスコピック端子に基づいている。
これは3ビットビットのフリップ符号の基本入力状態を構成し、量子計算で主にエラー訂正に使われ、1つの物理オブジェクトに「インストール」される。
- 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 suggest a nanoelectromechanical setup that generates properly entangled ancillary ("ancilla") qubits for error correction algorithms in quantum computing, demonstrated as an encoder for the three-qubit bit flip code. The setup is based on mesoscopic terminal utilizing the AC Josephson effect between voltage biased superconducting electrodes and mechanically vibrating mesoscopic superconducting grain in the regime of the Cooper pair box, controlled by the gate voltage. Required functionality is achieved by specifically tailored time-protocol of operating two external parameters: bias voltage and gate voltage. The superconducting grain is fixed on the free end of a cantilever, performing controlled in-plane mechanical vibrations, generating the nanomechanical coherent states organised in a pair of entangled cat-states in two perpendicular spatial directions. Cooper pair box and nanomechanical coherent states become three entangled qubits in a particular way: quantum information, initially encoded in superposition of the Cooper pair box states, is transduced into quantum superposition of two special 3-qubit entangled states, $\vert \uparrow + \, + \rangle$ and $\vert \downarrow - \, - \rangle$. It constitutes the basic input state for the three-qubit bit flip code, used in quantum computation mainly for error correction, "installed" on a single physical object in which the last two ancilla qubits are generated by the nanoelectromechanical setup.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,3ビットフリップ符号のエンコーダとして実証された,量子コンピューティングにおける誤り訂正アルゴリズムに対して,適切に絡み合った「アンシラ」量子ビットを生成するナノエレクトロメカニカルセットアップを提案する。
このセットアップは、電圧バイアス超伝導電極とクーパー対箱の状態で機械的に振動するメソスコピック超伝導粒との間の交流ジョセフソン効果を利用して、ゲート電圧によって制御されるメソスコピック端子に基づいている。
要求された機能は、特に2つの外部パラメータ(バイアス電圧とゲート電圧)を操作するための時間プロトコールによって達成される。
超電導穀物は、カンチレバーのフリーエンドに固定され、制御された機内機械振動を行い、2つの垂直空間方向に一対の絡み合った猫状態に組織されたナノメカニカルコヒーレント状態を生成する。
クーパー対箱とナノメカニカルコヒーレント状態は、特定の方法で3つの絡み合った量子ビットとなる: 最初はクーパー対箱状態の重ね合わせでエンコードされた量子情報は、2つの特別な3つの四角い状態、$\vert \uparrow + \, + \rangle$ と $\vert \downarrow - \, - \rangle$ の量子重ね合わせに変換される。
これは3ビットビットフリップ符号の基本入力状態を構成し、主に量子計算でエラー訂正に使用され、ナノエレクトロメカニクスによって最後の2つのアンシラ量子ビットが生成される1つの物理オブジェクトに「インストール」される。
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