論文の概要: Traversing Quantum Control Robustness Landscapes: A New Paradigm for Quantum Gate Engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19473v1
• Date: Fri, 27 Dec 2024 05:56:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:25:47.280785
• Title: Traversing Quantum Control Robustness Landscapes: A New Paradigm for Quantum Gate Engineering
• Title（参考訳）: 量子制御ロバスト性ランドスケープのトラバース:量子ゲートエンジニアリングのための新しいパラダイム
• Authors: Huiqi Xue, Xiu-Hao Deng,
• Abstract要約: 本稿では,制御パラメータを雑音感受性にマッピングする概念的フレームワークであるQuantum Control Robustness Landscape (QCRL)を紹介する。 QCRLをナビゲートすることで、ロバストネス不変パルス変動は、ロバスト性を維持しながら制御パルスの変動を可能にする。 数値シミュレーションにより、我々の単一および2量子ビットゲートは、大きなノイズがあっても量子誤差補正しきい値を超えていることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The optimization of robust quantum control is often tailored to specific tasks and suffers from inefficiencies due to the complexity of cost functions that account for gate infidelity, noise susceptibility, and intricate constraints. Our recent findings suggest a more efficient approach through the engineering of quantum gates, beginning with any arbitrary robust control configuration. We first introduce the Quantum Control Robustness Landscape (QCRL), a conceptual framework that maps control parameters to noise susceptibility. This framework facilitates a systematic investigation of equally robust controls for diverse quantum operations. By navigating through the level sets of the QCRL, our algorithm Robustness-Invariant Pulse Variation allows for the variation of control pulses while preserving robustness. Numerical simulations demonstrate that our single- and two-qubit gates exceed the quantum error correction threshold even with substantial noise, thereby relaxing the extremely stringent noise protection mechanisms in quantum computing systems. This methodology opens up a new paradigm for quantum gate engineering capable of effectively suppressing generic noise.
• Abstract（参考訳）: 堅牢な量子制御の最適化は、しばしば特定のタスクに合わせて調整され、ゲートの不完全性、ノイズ感受性、複雑な制約を考慮に入れたコスト関数の複雑さのために非効率に悩まされる。 最近の研究では、任意のロバストな制御構成から始まる量子ゲートのエンジニアリングにより、より効率的なアプローチが示唆されている。 まず、制御パラメータをノイズ感受性にマッピングする概念的フレームワークであるQuantum Control Robustness Landscape (QCRL)を紹介する。 この枠組みは、多様な量子演算に対する等しく堅牢な制御の体系的な研究を促進する。 QCRLのレベルセットをナビゲートすることで、ロバストネス不変パルス変動は、ロバスト性を維持しながら制御パルスの変動を可能にする。 数値シミュレーションにより、我々の単一および2量子ビットゲートは、大きなノイズを伴っても量子誤差補正しきい値を超え、量子コンピューティングシステムにおける極端に厳密なノイズ保護機構を緩和することを示した。 この手法は、ジェネリックノイズを効果的に抑制できる量子ゲート工学の新しいパラダイムを開く。

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