論文の概要: Qudit-Generalization of the Qubit Echo and Its Application to a Qutrit-Based Toffoli Gate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14752v2
- Date: Sat, 27 Jul 2024 08:33:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 23:08:21.982932
- Title: Qudit-Generalization of the Qubit Echo and Its Application to a Qutrit-Based Toffoli Gate
- Title（参考訳）: Qubit EchoのQudit-GeneralizationとQutrit-based Toffoli Gateへの応用
- Authors: Yutaro Iiyama, Wonho Jang, Naoki Kanazawa, Ryu Sawada, Tamiya Onodera, Koji Terashi,
- Abstract要約: 一般キューディットに対するクォービットエコーの一般化であるベースサイクリングを導入する。
超伝導量子コンピュータ上でのQuditベースのゲート分解の実装において,ベースサイクルは最大の難しさの1つを克服できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The fidelity of certain gates on noisy quantum computers may be improved when they are implemented using more than two levels of the involved transmons. The main impediments to achieving this potential are the dynamic gate phase errors that cannot be corrected via calibration. The standard tool for countering such phase errors in two-level qubits is the echo protocol, often referred to as the dynamical decoupling sequence, where the evolution of a qubit is punctuated by an even number of X gates. We introduce basis cycling, which is a direct generalization of the qubit echo to general qudits, and provide an analytic framework for designing gate sequences to produce desired effects using this technique. We then apply basis cycling to a Toffoli gate decomposition incorporating a qutrit and obtain CCZ gate fidelity values up to 93.8$\pm$0.1%, measured by quantum process tomography, on IBM quantum computers. The gate fidelity remains stable without recalibration even while the resonant frequency of the qutrit fluctuates, highlighting the dynamical nature of phase error cancellation through basis cycling. Our results demonstrate that one of the biggest difficulties in implementing qudit-based gate decompositions on superconducting quantum computers can be systematically overcome when certain conditions are met, and thus open a path toward fulfilling the promise of qudits as circuit optimization agents.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い量子コンピュータ上の特定のゲートの忠実度は、2段階以上のトランスモンを用いて実装することで改善される可能性がある。
このポテンシャルを達成するための主な障害は、キャリブレーションによって修正できない動的ゲート位相誤差である。
このような位相誤差を2段階の量子ビットで対応させる標準的なツールはエコープロトコルであり、しばしばダイナミックデカップリングシーケンスと呼ばれ、量子ビットの進化は偶数個のXゲートによって句読される。
本稿では,一般キューディットへのクォービットエコーの直接一般化であるベースサイクリングを導入し,ゲート列を設計して所望の効果を生み出すための分析フレームワークを提供する。
次に, 量子プロセストモグラフィーにより測定された 93.8$\pm$0.1% の CCZ ゲート忠実度値を求める。
クエットの共振周波数が変動しても、ゲートの忠実度は補正することなく安定であり、基底サイクルによる位相誤差キャンセルの動的性質を強調している。
以上の結果から,超伝導量子コンピュータ上でのキューディットを用いたゲート分解は,一定の条件が満たされた場合,系統的に克服できるため,回路最適化エージェントとしてのキューディットの実現に向けた道を開くことができる。
関連論文リスト
- Hamiltonian Phase Error in Resonantly Driven CNOT Gate Above the
Fault-Tolerant Threshold [0.0]
電子スピン量子ビットは スケーラブルな量子プロセッサのための 有望なプラットフォームです
本格的な量子コンピュータは、高忠実度量子ゲートを必要とする量子エラー補正を必要とする。
交換型シリコン量子プロセッサにおいて,高忠実度制御回転ゲートの簡易かつ信頼性の高い校正手順を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-18T07:44:00Z) - Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric
Quantum Gates in a Superconducting Circuit [14.92931729758348]
超伝導回路において,非循環型および非断熱型量子ゲートの集合を実験的に実装した。
この結果から,高速で高忠実で高抵抗な量子ゲートを実現するための有望なルーチンが得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-07T04:56:58Z) - Analytical and experimental study of center line miscalibrations in M\o
lmer-S\o rensen gates [51.93099889384597]
モルマー・ソレンセンエンタングゲートの誤校正パラメータの系統的摂動展開について検討した。
我々はゲート進化演算子を計算し、関連する鍵特性を得る。
我々は、捕捉されたイオン量子プロセッサにおける測定値に対して、モデルからの予測をベンチマークすることで検証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-10T10:56:16Z) - Software mitigation of coherent two-qubit gate errors [55.878249096379804]
2量子ゲートは量子コンピューティングの重要な構成要素である。
しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は、量子アプリケーションの性能を低下させる。
寄生性2ビットゲート誤差を軽減するための2つのソフトウェア手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-08T17:37:27Z) - Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates on Decoherence-Protected
Qubits [4.18804572788063]
本稿では,幾何学的位相アプローチと動的補正手法を組み合わせた量子演算手法を提案する。
本手法は超伝導回路上に実装されており,従来の実装も簡略化されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-06T14:39:52Z) - Quantum Circuit Engineering for Correcting Coherent Noise [1.0965065178451106]
クロストークといくつかの運用上の干渉源は、キュービットまたはゲートが分離して校正またはベンチマークされるときに見えない。
超伝導共振CNOTゲート上の望ましくないZ-Z結合は、一般的に発生する一様クロストークノイズである。
実験では、CNOTゲートの強制通勤を積極的に展開し、低ノイズ状態調整回路を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-08T10:33:18Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric
gates [94.70553167084388]
正確な数値と摂動解析手法を用いて効率的にゲートパラメータを抽出する方法を示す。
我々は,$i$SWAP, Control-Z, CNOT など,異なる種類のゲートに対する最適操作条件を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-06T02:02:54Z) - Engineering fast bias-preserving gates on stabilized cat qubits [64.20602234702581]
バイアス保存ゲートは、フォールトトレラント量子コンピューティングのリソースオーバーヘッドを大幅に削減することができる。
本研究では,非断熱誤差を克服するために,デリバティブに基づく漏洩抑制手法を適用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-28T15:20:21Z) - Composably secure data processing for Gaussian-modulated continuous
variable quantum key distribution [58.720142291102135]
連続可変量子鍵分布(QKD)は、ボソニックモードの二次構造を用いて、2つのリモートパーティ間の秘密鍵を確立する。
構成可能な有限サイズセキュリティの一般的な設定におけるホモダイン検出プロトコルについて検討する。
特に、ハイレート(非バイナリ)の低密度パリティチェックコードを使用する必要のあるハイシグネチャ・ツー・ノイズ・システマを解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:02:55Z) - Noncyclic Geometric Quantum Gates with Smooth Paths via Invariant-based
Shortcuts [4.354697470999286]
Invariant-based shortcuts を用いて非循環的・非断熱的進化を伴う幾何量子ゲートを実現する手法を提案する。
提案手法は,スケーラブルな量子計算のための高忠実なフォールトトレラント量子ゲートを実現するための有望な方法である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-01T15:05:29Z)
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。