論文の概要: On-Chip Verified Quantum Computation with an Ion-Trap Quantum Processing Unit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.24133v1
• Date: Thu, 31 Oct 2024 16:54:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-01 17:01:17.878947
• Title: On-Chip Verified Quantum Computation with an Ion-Trap Quantum Processing Unit
• Title（参考訳）: イオントラップ量子処理ユニットを用いたオンチップ検証量子計算
• Authors: Cica Gustiani, Dominik Leichtle, Daniel Mills, Jonathan Miller, Ross Grassie, Elham Kashefi,
• Abstract要約: 本稿では、量子コンピューティングの検証とベンチマークのための新しいアプローチを提示し、実験的に実証する。 従来の情報理論的にセキュアな検証プロトコルとは異なり、我々のアプローチは完全にオンチップで実装されている。 我々の結果は、短期量子デバイスにおけるよりアクセスしやすく効率的な検証とベンチマーク戦略の道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5497663232622965
• License:
• Abstract: We present and experimentally demonstrate a novel approach to verification and benchmarking of quantum computing, implementing it on an ion-trap quantum computer. Unlike previous information-theoretically secure verification protocols, which typically require quantum communication between client and server, our approach is implemented entirely on-chip. This eliminates the need for a quantum client and significantly enhances practicality. We perform tomography to justify the additionally required assumption that the noise is independent of the secret used to prepare the Server's single-qubit states. We quantify the soundness error which may be caused by residual secret dependencies. We demonstrate our protocol on the 20-qubit Quantinuum H1-1 ion-trap quantum processing unit, using qubit measurements and resets to construct measurement patterns with up to 52 vertices. To our knowledge, these are the largest verified measurement-based quantum computations performed to date. Our results pave the way for more accessible and efficient verification and benchmarking strategies in near-term quantum devices, enabling robust performance assessment without the added cost of external quantum infrastructure.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、量子コンピューティングの検証とベンチマークのための新しいアプローチを、イオントラップ量子コンピュータ上で実装し、実験的に実証する。 クライアントとサーバ間の量子通信を必要とする従来の情報理論的にセキュアな検証プロトコルとは異なり、我々のアプローチは完全にオンチップで実装されている。 これは量子クライアントの必要性を排除し、実用性を大幅に向上させる。 トモグラフィーは、ノイズがサーバの単一キュービット状態の準備に使用される秘密から独立しているという追加の要求を正当化する。 残秘依存関係によって引き起こされる音質誤差を定量化する。 我々は,最大52個の頂点を持つ測定パターンを構築するために,量子ビット計測とリセットを用いて,20量子ビットのH1-1イオントラップ量子処理ユニット上でプロトコルを実証した。 我々の知る限り、これらは今までに実施された測定に基づく量子計算で最大である。 我々の研究結果は、短期量子デバイスにおけるよりアクセシブルで効率的な検証とベンチマーク戦略の道を開き、外部量子インフラのコストを伴わずに堅牢な性能評価を可能にした。

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