論文の概要: Parametrized multiqubit gate design for neutral-atom based quantum platforms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19785v1
• Date: Fri, 29 Nov 2024 15:47:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-02 15:19:38.914820
• Title: Parametrized multiqubit gate design for neutral-atom based quantum platforms
• Title（参考訳）: 中性原子系量子プラットフォームのためのパラメタライズドマルチキュービットゲート設計
• Authors: Madhav Mohan, Julius de Hond, Servaas Kokkelmans,
• Abstract要約: ゲートセットの巧妙な選択と設計は、量子回路の深さを減らし、量子アルゴリズムから得られる解の質を向上させることができる。 特にパラメタライズドゲートは、短期アルゴリズムと回路コンパイルの両方で使われている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: A clever choice and design of gate sets can reduce the depth of a quantum circuit, and can improve the quality of the solution one obtains from a quantum algorithm. This is especially important for near-term quantum computers that suffer from various sources of error that propagate with the circuit depth. Parametrized gates in particular have found use in both near-term algorithms and circuit compilation. The one- and two-qubit versions of these gates have been demonstrated on various computing architectures. The neutral atom platform has the capability to implement native $N$-qubit gates (for $N \geq 2$). However, one needs to first find the control functions that implement these gates on the hardware. We study the numerical optimization of neural networks towards obtaining families of controls $-$ laser pulses to excite an atom to Rydberg states $-$ that implement phase gates with one and two controls, the $\mathrm{C_1P}$ and $\mathrm{C_2P}$ gates respectively, on neutral atom hardware. The pulses we obtain have a duration significantly shorter than the loss time scale, set by decay from the Rydberg state. Further, they do not require single-site addressability and are smooth. Hence, we expect our gates to have immediate benefits for quantum algorithms implemented on current neutral atom hardware.
• Abstract（参考訳）: ゲートセットの巧妙な選択と設計は、量子回路の深さを減らし、量子アルゴリズムから得られる解の質を向上させることができる。 これは、回路深度に伝播する様々なエラーの原因に悩まされる、短期量子コンピュータにとって特に重要である。 特にパラメタライズドゲートは、短期アルゴリズムと回路コンパイルの両方で使われている。 これらのゲートの1ビットと2ビットバージョンは、様々なコンピューティングアーキテクチャで実証されている。 中立原子プラットフォームにはネイティブな$N$-qubitゲート($N \geq 2$)を実装する機能がある。 しかし、まずハードウェア上にこれらのゲートを実装する制御関数を見つける必要がある。 原子を励起する$-$レーザーパルスをRydbergが言うように、ニューラルネットワークの数値最適化は、中性原子ハードウェア上でそれぞれ$\mathrm{C_1P}$と$\mathrm{C_2P}$の位相ゲートを実装した$-$である。 得られたパルスは、リドベルク状態からの崩壊によって設定された損失時間スケールよりもかなり短い。 さらに、単一のサイトのアドレス性は必要とせず、スムーズである。 したがって、我々のゲートは、現在の中性原子ハードウェア上に実装された量子アルゴリズムに即時利益を期待できる。

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