論文の概要: Fast and Accurate GHZ Encoding Using All-to-all Interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10336v1
• Date: Fri, 14 Jun 2024 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-19 00:52:09.674824
• Title: Fast and Accurate GHZ Encoding Using All-to-all Interactions
• Title（参考訳）: オール・ツー・オールインタラクションを用いた高速かつ高精度GHZ符号化
• Authors: Chao Yin,
• Abstract要約: Greenberger-Horne-Zeilinger状態(GHZ)は量子技術にとって重要な資源である。 オール・ツー・オールインタラクションを用いたGHZ符号化の課題について考察する。 高精度なGHZ符号化を実現する高速プロトコルを提案する。
• 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: The $N$-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state is an important resource for quantum technologies. We consider the task of GHZ encoding using all-to-all interactions, which prepares the GHZ state in a special case, and is furthermore useful for quantum error correction and enhancing the rate of qubit interactions. The naive protocol based on parallelizing CNOT gates takes $\mathrm{O}(1)$-time of Hamiltonian evolution. In this work, we propose a fast protocol that achieves GHZ encoding with high accuracy. The evolution time $\mathrm{O}(\log^2N/N)$ almost saturates the theoretical limit $\Omega(\log N/N)$. Moreover, the final state is close to the ideal encoded one with high fidelity $> 1-10^{-3}$, up to large system sizes $N\lesssim 2000$. The protocol only requires a few stages of time-independent Hamiltonian evolution; the key idea is to use the data qubit as control, and to use fast spin-squeezing dynamics generated by e.g. two-axis-twisting.
• Abstract（参考訳）: N$-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状態は量子技術にとって重要な資源である。 本稿では,全対全相互作用を用いたGHZ符号化の課題について考察する。これは特別な場合においてGHZ状態を準備し,量子誤り訂正や量子ビット相互作用の速度向上に有用である。 CNOTゲートの並列化に基づくナイーブプロトコルは、ハミルトンの進化に$\mathrm{O}(1)$-timeを必要とする。 本研究では,GHZ符号化を高精度に実現する高速プロトコルを提案する。 進化時間 $\mathrm{O}(\log^2N/N)$ は理論上の極限 $\Omega(\log N/N)$ をほぼ飽和させる。 さらに、最終状態は、高忠実度$> 1-10^{-3}$の理想エンコードされたものに近い。 このプロトコルは時間に依存しないハミルトン進化のほんの数段階しか必要とせず、鍵となるアイデアはデータキュービットを制御として使用し、eg2軸スイッチングによって生成される高速なスピンスクイーズダイナミクスを使用することである。

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