論文の概要: Minimal evolution times for fast, pulse-based state preparation in silicon spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10913v1
- Date: Sun, 16 Jun 2024 12:27:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-18 20:02:29.332688
- Title: Minimal evolution times for fast, pulse-based state preparation in silicon spin qubits
- Title（参考訳）: シリコンスピン量子ビットの高速パルス状態形成のための最小進化時間
- Authors: Christopher K. Long, Nicholas J. Mayhall, Sophia E. Economou, Edwin Barnes, Crispin H. W. Barnes, Frederico Martins, David R. M. Arvidsson-Shukur, Normann Mertig,
- Abstract要約: シリコンハードウェア上での(マイクロ波と交換)パルスの最適化によって達成可能な最小進化時間(MET)を数値的に検討する。
最大交換振幅を10MHzから1GHzにすると、例えばH$$が84.3 nsから2.4 nsに加速することを示す。
本結果は,一般量子アルゴリズムにおける状態準備時間と,シリコンスピン量子ビットを用いた変分量子アルゴリズムの実行時間の両方に関係している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Standing as one of the most significant barriers to reaching quantum advantage, state-preparation fidelities on noisy intermediate-scale quantum processors suffer from quantum-gate errors, which accumulate over time. A potential remedy is pulse-based state preparation. We numerically investigate the minimal evolution times (METs) attainable by optimizing (microwave and exchange) pulses on silicon hardware. We investigate two state preparation tasks. First, we consider the preparation of molecular ground states and find the METs for H$_2$, HeH$^+$, and LiH to be 2.4 ns, 4.4 ns, and 27.2 ns, respectively. Second, we consider transitions between arbitrary states and find the METs for transitions between arbitrary four-qubit states to be below 50 ns. For comparison, connecting arbitrary two-qubit states via one- and two-qubit gates on the same silicon processor requires approximately 200 ns. This comparison indicates that pulse-based state preparation is likely to utilize the coherence times of silicon hardware more efficiently than gate-based state preparation. Finally, we quantify the effect of silicon device parameters on the MET. We show that increasing the maximal exchange amplitude from 10 MHz to 1 GHz accelerates the METs, e.g., for H$_2$ from 84.3 ns to 2.4 ns. This demonstrates the importance of fast exchange. We also show that increasing the maximal amplitude of the microwave drive from 884 kHz to 56.6 MHz shortens state transitions, e.g., for two-qubit states from 1000 ns to 25 ns. Our results bound both the state-preparation times for general quantum algorithms and the execution times of variational quantum algorithms with silicon spin qubits.
- Abstract（参考訳）: 量子優位に達するための最も重要な障壁の1つとして、ノイズの多い中間スケールの量子プロセッサ上の状態準備フィデリティは、時間とともに蓄積される量子ゲートエラーに悩まされる。
潜在的な治療法はパルスベースの状態調製である。
シリコンハードウェア上での(マイクロ波と交換)パルスの最適化によって達成可能な最小進化時間(MET)を数値的に検討する。
2つの国家準備業務について検討する。
まず,H$_2$,HH$^+$,LiHのMETをそれぞれ2.4ns,4.4ns,27.2nsとする。
第二に、任意の状態間の遷移を考慮し、任意の4ビット状態間の遷移を50 ns以下とするMETを求める。
対照的に、同じシリコンプロセッサ上で1ビットと2ビットのゲートを介して任意の2ビットの状態を接続するには、およそ200 nsが必要である。
この比較は、パルスベースの状態準備は、ゲートベースの状態準備よりも効率的にシリコンハードウェアのコヒーレンス時間を利用する可能性が高いことを示唆している。
最後に,METに対するシリコンデバイスパラメータの影響を定量化する。
最大交換振幅を10MHzから1GHzにすると、H$2$のMETが84.3 nsから2.4 nsに加速することを示す。
これは高速交換の重要性を示している。
また、マイクロ波駆動の最大振幅を84kHzから56.6MHzに引き上げることで、1000nsから25nsの2量子状態の状態遷移を短縮することを示した。
本結果は,一般量子アルゴリズムにおける状態準備時間と,シリコンスピン量子ビットを用いた変分量子アルゴリズムの実行時間の両方に関係している。
関連論文リスト
- The Floquet Fluxonium Molecule: Driving Down Dephasing in Coupled
Superconducting Qubits [0.0]
量子コンピュータには高コヒーレンス量子ビットが必須である。
静的フラキソニウム分子のスペクトルを変化させるためにフロケフラックスドライブを用いた超伝導量子ビットアーキテクチャを提案する。
この結果から, 駆動量子ビットは静的な量子ビットよりも優れていたことが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-16T19:00:02Z) - Generation and Preservation of Large Entangled States on Physical
Quantum Devices [0.0]
我々はGHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)の絡み合いとIBMの量子デバイス上でのグラフ状態について検討する。
0.519 pm 0.014$のGHZ忠実度は32量子GHZ状態で測定され、その真のマルチパーティライト絡み(GME)が証明される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-23T05:31:16Z) - Ab Initio Transcorrelated Method enabling accurate Quantum Chemistry on near-term Quantum Hardware [0.0]
現在のハードウェア制限は、ほとんどの量子アルゴリズムの直接的な実装を妨げる。
量子化学において、利用可能な量子ビットとゲート演算の限られた数は特に制限的である。
正確なトランスコリクス手法は, より浅い回路を実現するだけでなく, いわゆる基底集合極限への収束性も向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-03T15:24:22Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。
上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。
デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z) - Reference-State Error Mitigation: A Strategy for High Accuracy Quantum
Computation of Chemistry [0.6501025489527174]
本研究は、量子化学の基準状態誤差緩和(REM)戦略を導入する。
REMは、最小限の事後処理を必要としながら、既存の緩和手順と共に適用することができる。
このアプローチは、基礎となる量子力学的アンサッツに非依存であり、変分量子固有解法(VQE)のために設計されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T13:46:50Z) - Unimon qubit [42.83899285555746]
超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。
本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z) - A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。
このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-07T19:00:00Z) - Bose-Einstein condensate soliton qubit states for metrological
applications [58.720142291102135]
2つのソリトン量子ビット状態を持つ新しい量子メトロジー応用を提案する。
位相空間解析は、人口不均衡-位相差変数の観点からも、マクロ的な量子自己トラッピング状態を示すために行われる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-26T09:05:06Z) - One-hundred step measurement-based quantum computation multiplexed in
the time domain with 25 MHz clock frequency [1.239576532851968]
25MHzのクロック周波数で時間領域に多重化された基本量子演算を実演する。
単一ステップ量子演算における入力状態とその非古典性の変換を検証するとともに、最大100ステップまでのマルチステップ量子演算を観測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-20T10:12:30Z) - A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth
Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。
近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。
我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z) - Conditional quantum operation of two exchange-coupled single-donor spin
qubits in a MOS-compatible silicon device [48.7576911714538]
シリコンナノエレクトロニクスデバイスは、99.9%以上の忠実度を持つ単一量子ビット量子論理演算をホストすることができる。
イオン注入によりシリコン中に導入された単一のドナー原子に結合した電子のスピンに対して、量子情報は1秒近く保存することができる。
ここでは、シリコンに埋め込まれた31ドルPドナーの交換結合対における電子スピン量子ビットの条件付きコヒーレント制御を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-08T11:25:16Z)
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。