論文の概要: A Universal Quantum Computer From Relativistic Motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.00105v1
- Date: Thu, 31 Oct 2024 18:01:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 14:48:41.142120
- Title: A Universal Quantum Computer From Relativistic Motion
- Title（参考訳）: 相対論的運動による普遍量子コンピュータ
- Authors: Philip A. LeMaitre, T. Rick Perche, Marius Krumm, Hans J. Briegel,
- Abstract要約: 本稿では,変動量子回路を用いた相対論的量子コンピューティングアーキテクチャの明示的な構築について述べる。
変分量子回路は、チューナブルな単一量子ビット回転と、連続的に実装されるエンタングルゲートからなる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5999777817331317
- License:
- Abstract: We present an explicit construction of a relativistic quantum computing architecture using a variational quantum circuit approach that is shown to allow for universal quantum computing. The variational quantum circuit consists of tunable single-qubit rotations and entangling gates that are implemented successively. The single qubit rotations are parameterized by the proper time intervals of the qubits' trajectories and can be tuned by varying their relativistic motion in spacetime. The entangling layer is mediated by a relativistic quantum field instead of through direct coupling between the qubits. Within this setting, we give a prescription for how to use quantum field-mediated entanglement and manipulation of the relativistic motion of qubits to obtain a universal gate set, for which compact non-perturbative expressions that are valid for general spacetimes are also obtained. We also derive a lower bound on the channel fidelity that shows the existence of parameter regimes in which all entangling operations are effectively unitary, despite the noise generated from the presence of a mediating quantum field. Finally, we consider an explicit implementation of the quantum Fourier transform with relativistic qubits.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンピューティングの普遍性を示す変分量子回路を用いた相対論的量子コンピューティングアーキテクチャの明示的な構築について述べる。
変分量子回路は、チューナブルな単一量子ビット回転と、連続的に実装されるエンタングルゲートからなる。
単一のキュービット回転は、キュービットの軌道の適切な時間間隔によってパラメータ化され、時空における相対論的運動を変化させることで調整することができる。
エンタングリング層は、量子ビット間の直接結合ではなく、相対論的量子場によって媒介される。
この設定内では、量子場を媒介とする量子の絡み合いと、量子ビットの相対論的運動の操作を用いて普遍ゲート集合を得る方法の処方を与え、一般時空に有効なコンパクトな非摂動式も得られる。
また、媒介する量子場の存在から発生する雑音にも拘わらず、全ての絡み合う操作が効果的にユニタリであるパラメータ状態の存在を示すチャネルの忠実度に低い境界を導出する。
最後に、相対論的量子ビットを持つ量子フーリエ変換の明示的な実装について考察する。
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