論文の概要: Universal quantum computing with a single arbitrary gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.20025v1
• Date: Mon, 30 Sep 2024 07:30:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-29 19:24:58.838997
• Title: Universal quantum computing with a single arbitrary gate
• Title（参考訳）: 1つの任意のゲートを持つ普遍量子コンピューティング
• Authors: Zhong-Yi Ni, Yu-Sheng Zhao, Jin-Guo Liu,
• Abstract要約: 回路深さが約$log(epsilon-1)$である精度$epsilon$にコンパイル可能であることを示す。 合理的な古典的資源の仮定の下では、ゲートの不完全性を10～3ドルまで下げることができることを示す。 不完全をコヒーレントエラーとして扱うことにより、誤差を約2桁の精度でさらに低減できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1246601908663711
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This study presents a roadmap towards utilizing a single arbitrary gate for universal quantum computing. Since two decades ago, it has been widely accepted that almost any single arbitrary gate with qubit number $>2$ is universal. Utilizing a single arbitrary gate for compiling is beneficial for systems with limited degrees of freedom, e.g. the scattering based quantum computing schemes. However, how to efficiently compile the wanted gate with a single arbitrary gate, and finally achieve fault-tolerant quantum computing is unknown. In this work, we show almost any target gate can be compiled to precision $\epsilon$ with a circuit depth of approximately $\log(\epsilon^{-1})$ with an improved brute-force compiling method. Under the assumption of reasonable classical resource, we show the gate imperfection can be lowered to $10^{-3}$. By treating the imperfection as coherent error, we show that the error can be further reduced by roughly two orders of magnitude with a measurement-free quantum error correction method.
• Abstract（参考訳）: 本研究は、普遍量子コンピューティングにおける単一任意のゲートの利用に向けたロードマップを示す。 20年前より、キュービット数 $>2$ の任意のゲートのほとんどすべてが普遍的であることが広く受け入れられている。 コンパイルのための単一の任意のゲートを利用することは、例えば散乱ベースの量子コンピューティングスキームのような、限られた自由度を持つシステムにとって有益である。 しかし、要求ゲートを1つの任意のゲートで効率的にコンパイルし、最終的にフォールトトレラントな量子コンピューティングを実現する方法は不明である。 本研究では,回路深さが約$\log(\epsilon^{-1})$の精度を$\epsilon$にコンパイルし,ブルートフォースコンパイル法を改良した。 合理的な古典的資源の仮定の下で、ゲートの不完全性を10^{-3}$に下げることができることを示す。 不完全をコヒーレントな誤差として扱うことにより、測定不要な量子誤差補正法により、誤差を約2桁減らすことができることを示す。

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