論文の概要: Entanglemons: Cross-platform protected qubits from entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13019v1
- Date: Thu, 19 Sep 2024 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 12:14:24.735155
- Title: Entanglemons: Cross-platform protected qubits from entanglement
- Title（参考訳）: Entanglemons: クロスプラットフォームで保護された量子ビットの絡み合いを防ぐ
- Authors: Nilotpal Chakraborty, Roderich Moessner, Benoit Doucot,
- Abstract要約: スケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングの重要な要素は、誤り率の低い論理量子ビットの構築と固有のノイズ保護である。
そこで本研究では, 局所雑音による誤りを除去(緩和)し, 劣化を抑えるハードウェアレベルのノイズ保護のためのクロスプラットフォーム構築法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08192907805418582
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A crucial ingredient for scalable fault-tolerant quantum computing is the construction of logical qubits with low error rates and intrinsic noise protection. We propose a cross-platform construction for such hardware-level noise-protection in which the qubits are protected from depolarizing (relaxation) and dephasing errors induced by local noise. These logical qubits arise from the entanglement between two internal degrees of freedom, hence - entanglemons. Our construction is based on the emergence of collective degrees of freedom from a generalized coherent state construction, similar in spirit to spin coherent states, of a set of such internally entangled units. These degrees of freedom, for a finite number of units, parametrize the quantized version of complex projective space $\mathbb{C}$P(3). The noise protection of the entanglemon qubit is then a consequence of a weakly coupled emergent degree of freedom arising due to the non-linear geometry of complex projective space. We present two simple models for entanglemons which are platform agnostic, provide varying levels of protection and in which the qubit basis states are the two lowest energy states with a higher energy gap to other states. We end by commenting on how entanglemons could be realized in platforms ranging from superconducting circuits and trapped ion platforms to possibly also quantum Hall skyrmions in graphene and quantum dots in semiconductors. The inherent noise protection in our models combined with the platform agnosticism highlights the potential of encoding information in additional weakly coupled emergent degrees of freedom arising in non-linear geometrical spaces and curved phase spaces, thereby proposing a different route to achieve scalable fault-tolerance.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングの重要な要素は、誤り率の低い論理量子ビットの構築と固有のノイズ保護である。
そこで本研究では, 局所雑音による過ちを抑え, 偏極化(ゆらぎ)を防止できるハードウェアレベルのノイズ保護のためのクロスプラットフォーム構築法を提案する。
これらの論理量子ビットは、2つの内部自由度の間の絡み合いから生じる。
我々の構成は、そのような内部の絡み合った単位の集合のスピンコヒーレント状態に類似した、一般化されたコヒーレント状態構築から集合的な自由度が出現することに基づいている。
これらの自由度は、有限個の単位に対して、複素射影空間 $\mathbb{C}$P(3) の量子化バージョンをパラメータ化する。
エンタングルモン量子ビットの雑音保護は、複素射影空間の非線形幾何学によって生じる弱結合な創発的自由度の結果である。
プラットフォームに依存しない2つの簡単なエンタングルモンモデルを示し、異なるレベルの保護を提供し、また、クォービット基底状態が他の状態よりも高いエネルギーギャップを持つ2つの最低エネルギー状態である。
エンタングルモンが超伝導回路や閉じ込められたイオンプラットフォームから、半導体中のグラフェンや量子ドットの量子ホールスカイミオンまで、様々なプラットフォームでどのように実現されるか、というコメントで終わりました。
我々のモデルにおける固有ノイズ保護とプラットフォーム非依存性は、非線形幾何学空間と湾曲位相空間に生じる弱結合した創発的自由度で情報を符号化する可能性を強調し、スケーラブルなフォールトトレランスを実現するための異なる経路を提案する。
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