論文の概要: Error-corrected fermionic quantum processors with neutral atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16081v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 17:25:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-23 19:50:55.045815
- Title: Error-corrected fermionic quantum processors with neutral atoms
- Title（参考訳）: 中性原子を用いた誤り訂正フェルミオン量子プロセッサ
- Authors: Robert Ott, Daniel González-Cuadra, Torsten V. Zache, Peter Zoller, Adam M. Kaufman, Hannes Pichler,
- Abstract要約: 多体フェルミオン系はフェルミオン量子プロセッサを用いてハードウェア効率よくシミュレートできる。
本稿では,現在の実験機能を用いて実装可能な誤り訂正型フェルミオン量子コンピュータの青写真について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Many-body fermionic systems can be simulated in a hardware-efficient manner using a fermionic quantum processor. Neutral atoms trapped in optical potentials can realize such processors, where non-local fermionic statistics are guaranteed at the hardware level. Implementing quantum error correction in this setup is however challenging, due to the atom-number superselection present in atomic systems, that is, the impossibility of creating coherent superpositions of different particle numbers. In this work, we overcome this constraint and present a blueprint for an error-corrected fermionic quantum computer that can be implemented using current experimental capabilities. To achieve this, we first consider an ancillary set of fermionic modes and design a fermionic reference, which we then use to construct superpositions of different numbers of referenced fermions. This allows us to build logical fermionic modes that can be error corrected using standard atomic operations. Here, we focus on phase errors, which we expect to be a dominant source of errors in neutral-atom quantum processors. We then construct logical fermionic gates, and show their implementation for the logical particle-number conserving processes relevant for quantum simulation. Finally, our protocol is illustrated using a minimal fermionic circuit, where it leads to a quadratic suppression of the logical error rate.
- Abstract（参考訳）: 多体フェルミオン系はフェルミオン量子プロセッサを用いてハードウェア効率よくシミュレートできる。
光ポテンシャルに閉じ込められた中性原子は、非局所フェルミオン統計がハードウェアレベルで保証されるようなプロセッサを実現することができる。
しかしながら、この設定で量子エラー補正を実装することは、原子番号のスーパーセレクションが原子系に存在するため、すなわち、異なる粒子数のコヒーレントなスーパーポジションを作ることができないため、難しい。
本研究では,この制約を克服し,現在の実験能力を用いて実装可能な誤り訂正フェルミオン量子コンピュータの青写真を示す。
これを実現するために、まずフェルミオンモードの補助集合を考察し、フェルミオン参照を設計し、次に異なる数のフェルミオンの重ね合わせを構築する。
これにより、標準的な原子操作で誤りを修正することができる論理フェルミオンモードを構築することができる。
ここでは、中性原子量子プロセッサにおけるエラーの主な原因となる位相誤差に焦点を当てる。
次に、論理的フェルミオンゲートを構築し、量子シミュレーションに関連する論理的粒子数保存プロセスの実装を示す。
最後に、このプロトコルは最小のフェルミオン回路を用いて説明され、論理誤差率を2次的に抑制する。
関連論文リスト
- Probing topological matter and fermion dynamics on a neutral-atom quantum computer [27.84599956781646]
再構成可能な原子配列に基づく2次元フェルミオン系のためのディジタル量子シミュレーションアーキテクチャを実現する。
結果は、物質科学、化学、高エネルギー物理学のための複雑なフェルミオン系のデジタル量子シミュレーションの道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-30T18:32:23Z) - Fermion-qubit fault-tolerant quantum computing [39.58317527488534]
我々は、このオーバーヘッドを完全に除去するフレームワークであるフェルミオン量子ビットフォールトトレラント量子コンピューティングを導入する。
我々は、我々のフレームワークを中性原子でどのように実装できるかを示し、非数保存ゲートを実装するために中性原子が明らかに不可能であることを克服する。
我々のフレームワークは、ネイティブなフェルミオンを持つプラットフォームにおいて、フェルミオン量子ビットのフォールトトレラント量子計算の扉を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-13T19:00:02Z) - Fermionic quantum processing with programmable neutral atom arrays [0.539215791790606]
多体フェルミオン系の特性をシミュレーションすることは、物質科学、量子化学、粒子物理学に関連する卓越した計算課題である。
本稿では、フェルミオンモデルがフェルミオンレジスタに符号化され、フェルミオンゲートを用いてハードウェア効率よくシミュレートされるフェルミオン量子プロセッサを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-13T10:35:48Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Non-Abelian braiding of graph vertices in a superconducting processor [144.97755321680464]
粒子の不識別性は量子力学の基本的な原理である。
非アベリア・エノンのブレイディングは、退化波動関数の空間において回転を引き起こす。
我々は,エノンの融合規則を実験的に検証し,それらの統計値を実現するためにそれらを編み取る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-19T02:28:44Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Fermionic approach to variational quantum simulation of Kitaev spin
models [50.92854230325576]
キタエフスピンモデルは、自由フェルミオンへの写像を通じて、あるパラメータ状態において正確に解けることで知られている。
古典的なシミュレーションを用いて、このフェルミオン表現を利用する新しい変分アンザッツを探索する。
また、量子コンピュータ上での非アベリアオンをシミュレートするための結果の意味についてもコメントする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-11T18:00:01Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z) - Quantum Register of Fermion Pairs [0.0]
超低温フェルミオン原子に基づく量子シミュレータは、パラダイム的フェルミ系を直接実現する。
フェルミオンモデルの量子計算はフェルミオン反対称性の実装において大きな課題に直面している。
光学格子に閉じ込められた数百個のフェルミオン原子対からなる頑健な量子レジスタを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-25T17:30:37Z) - Counteracting dephasing in Molecular Nanomagnets by optimized qudit
encodings [60.1389381016626]
分子ナノマグネットは、Quditベースの量子誤り訂正符号の実装を可能にする。
分子キューディットに符号化された量子情報を破損させるエラーの微視的理解が不可欠である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-16T19:21:42Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。