論文の概要: Benchmarking the algorithmic reach of a high-Q cavity qudit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13317v1
• Date: Fri, 23 Aug 2024 18:04:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-27 20:08:51.088794
• Title: Benchmarking the algorithmic reach of a high-Q cavity qudit
• Title（参考訳）: 高Q空洞quditのアルゴリズム的リーチのベンチマーク
• Authors: Nicholas Bornman, Tanay Roy, Joshua A. Job, Namit Anand, Gabriel N. Perdue, Silvia Zorzetti, M. Sohaib Alam,
• Abstract要約: 自然な戦略は、Fockベースを使ってクォーディットで情報をエンコードすることだ。 キャビティモードqudit上の量子演算は、系を非線形のアシラリートランスモン量子ビットに結合することで行うことができる。 我々は,これらのquditシステムのベンチマークツールをアルゴリズムに依存しない方法で開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2944465286112758
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-coherence cavity resonators are excellent resources for encoding quantum information in higher-dimensional Hilbert spaces, moving beyond traditional qubit-based platforms. A natural strategy is to use the Fock basis to encode information in qudits. One can perform quantum operations on the cavity mode qudit by coupling the system to a non-linear ancillary transmon qubit. However, the performance of the cavity-transmon device is limited by the noisy transmons. It is, therefore, important to develop practical benchmarking tools for these qudit systems in an algorithm-agnostic manner. We gauge the performance of these qudit platforms using sampling tests such as the Heavy Output Generation (HOG) test as well as the linear Cross-Entropy Benchmark (XEB), by way of simulations of such a system subject to realistic dominant noise channels. We use selective number-dependent arbitrary phase and unconditional displacement gates as our universal gateset. Our results show that contemporary transmons comfortably enable controlling a few tens of Fock levels of a cavity mode. This framework allows benchmarking even higher dimensional qudits as those become accessible with improved transmons.
• Abstract（参考訳）: 高コヒーレンスキャビティ共振器は、高次元ヒルベルト空間において量子情報を符号化するための優れた資源であり、従来の量子ビットベースのプラットフォームを越えている。 自然な戦略は、Fockベースを使ってクォーディットで情報をエンコードすることだ。 キャビティモードqudit上の量子演算は、系を非線形のアシラリートランスモン量子ビットに結合することで行うことができる。 しかし、キャビティトランスモン装置の性能はノイズトランスモンによって制限される。 したがって、これらのキューディットシステムのための実用的なベンチマークツールをアルゴリズムに依存しない方法で開発することが重要である。 実効支配型ノイズチャネルのシミュレーションにより,重出力生成(HOG)テストや線形クロスエントロピーベンチマーク(XEB)などのサンプリングテストを用いて,これらのキューディットプラットフォームの性能を評価する。 選択的な数依存任意の位相と非条件変位ゲートを共通ゲートセットとして使用する。 以上の結果から,同時代のトランスモンはキャビティモードのFockレベル数個を快適に制御できることが示唆された。 このフレームワークは、改良されたトランスモンでアクセスできるようになるにつれて、より高次元のクイディットのベンチマークを可能にする。

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