論文の概要: Utility of virtual qubits in trapped-ion quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19332v1
• Date: Thu, 27 Jun 2024 17:05:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 13:28:34.947407
• Title: Utility of virtual qubits in trapped-ion quantum computers
• Title（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータにおける仮想量子ビットの有用性
• Authors: Saumya Shivam, Fabian Pokorny, Andres Vazquez-Brennan, Ana S. Sotirova, Jamie D. Leppard, Sophie M. Decoppet, C. J. Ballance, S. L. Sondhi,
• Abstract要約: 本稿では,既存のトラップイオン量子コンピュータにおいて,イオン中に複数の量子ビットを符号化する手法を提案する。 このような仮想量子ビットを使用することで、いくつかのイオン間ゲートをイオン内ゲートに置き換えることができ、イオン鎖の振動モードの使用を減らすことができる。 本稿では,少数の仮想量子ビットを用いて,Bernstein-Vaziraniアルゴリズムやランダム回路サンプリングなどの具体例について論じる。
• 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 propose encoding multiple qubits inside ions in existing trapped-ion quantum computers to access more qubits and to simplify circuits implementing standard algorithms. By using such `virtual' qubits, some inter-ion gates can be replaced by intra-ion gates, reducing the use of vibrational modes of the ion chain, leading to less noise. We discuss specific examples such as the Bernstein-Vazirani algorithm and random circuit sampling, using a small number of virtual qubits. Additionally, virtual qubits enable using larger number of data qubits for an error correcting code, and we consider the repetition code as an example. We also lay out practical considerations to be made when choosing states to encode virtual qubits in $^{137}\mathrm{Ba}^+$ ions, and for preparing states and performing measurements.
• Abstract（参考訳）: 既存のトラップイオン量子コンピュータにおけるイオン内部の複数の量子ビットを符号化し、より多くの量子ビットにアクセスし、標準アルゴリズムを実装する回路を単純化する。 このような「仮想」量子ビットを使用することで、いくつかのイオン間ゲートをイオンゲートに置き換えることができ、イオン鎖の振動モードの使用を減らし、ノイズが少なくなる。 本稿では,少数の仮想量子ビットを用いて,Bernstein-Vaziraniアルゴリズムやランダム回路サンプリングなどの具体例について論じる。 さらに、仮想キュービットは、誤り訂正コードにより多くのデータキュービットを使用できるので、繰り返しコードを例に考える。 また, 仮想量子ビットを$^{137}\mathrm{Ba}^+$ ion でエンコードする状態を選択し, 状態の調製と測定を行う際にも, 実際の検討を行う。

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