論文の概要: Efficient Chromatic-Number-Based Multi-Qubit Decoherence and Crosstalk Suppression
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13901v1
- Date: Thu, 20 Jun 2024 00:23:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 17:56:21.985479
- Title: Efficient Chromatic-Number-Based Multi-Qubit Decoherence and Crosstalk Suppression
- Title（参考訳）: 色数に基づくマルチビットデコヒーレンスとクロストーク抑制
- Authors: Amy F. Brown, Daniel A. Lidar,
- Abstract要約: クロマティック・アダマール力学デカップリング(Chromatic-Hadamard Dynamical Decoupling)は、任意の量子ビット接続を持つ量子デバイスに対して、動的デカップリングパルスを効率的にスケジュールする手法である。
アダマール行列を利用することで、CHaDDは一般的な2量子ビット相互作用のための接続グラフの色数と4次スケールの回路深さを達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The performance of quantum computers is hindered by decoherence and crosstalk, which cause errors and limit the ability to perform long computations. Dynamical decoupling is a technique that alleviates these issues by applying carefully timed pulses to individual qubits, effectively suppressing unwanted interactions. However, as quantum devices grow in size, it becomes increasingly important to minimize the time required to implement dynamical decoupling across the entire system. Here, we present "Chromatic-Hadamard Dynamical Decoupling" (CHaDD), an approach that efficiently schedules dynamical decoupling pulses for quantum devices with arbitrary qubit connectivity. By leveraging Hadamard matrices, CHaDD achieves a circuit depth that scales quadratically with the chromatic number of the connectivity graph for general two-qubit interactions, assuming instantaneous pulses. For the common case of ZZ crosstalk, which is prevalent in superconducting qubit devices, the scaling improves to linear. This represents an exponential improvement over all previous multi-qubit decoupling schemes for devices with connectivity graphs whose chromatic number grows at most polylogarithmically with the number of qubits. For graphs with a constant chromatic number, CHaDD's scaling is independent of the number of qubits. Our results suggest that CHaDD can become a useful tool for enhancing the performance and scalability of quantum computers by efficiently suppressing decoherence and crosstalk across large qubit arrays.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの性能はデコヒーレンスとクロストークによって妨げられ、エラーを引き起こし、長い計算を行う能力を制限する。
動的デカップリング(Dynamical Decoupling)は、個々のキュービットに慎重に時間的パルスを適用し、不要な相互作用を効果的に抑制することにより、これらの問題を緩和する手法である。
しかし、量子デバイスのサイズが大きくなるにつれて、システム全体にわたって動的デカップリングを実装するのに必要な時間を最小化することがますます重要になる。
本稿では,任意の量子ビット接続を持つ量子デバイスに対して,動的デカップリングパルスを効率的にスケジュールする手法として,Chromatic-Hadamard Dynamical Decoupling (CHaDD)を提案する。
アダマール行列を利用することで、CHaDDは、瞬時パルスを仮定して、一般的な2ビット相互作用のための接続グラフの色数と4次スケールの回路深さを達成する。
超伝導量子ビットデバイスで一般的なZZクロストークの場合、スケーリングは線形に改善される。
これは、クロマティック数が最も多義的に増加する接続グラフを持つデバイスに対して、以前のマルチキュービットデカップリングスキームよりも指数関数的に改善されたことを意味する。
一定の色数を持つグラフの場合、CHaDDのスケーリングはキュービットの数とは独立である。
この結果から,CHaDDは大規模量子ビットアレイ間のデコヒーレンスやクロストークを効率よく抑制し,量子コンピュータの性能とスケーラビリティを向上させる上で有用なツールとなることが示唆された。
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