論文の概要: Photon-Number Conserved Universal Quantum Logic Employing Continuous-Time Quantum Walk on Dual-Rail Qubit Arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08904v1
• Date: Wed, 15 Jan 2025 16:12:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-16 15:52:10.235064
• Title: Photon-Number Conserved Universal Quantum Logic Employing Continuous-Time Quantum Walk on Dual-Rail Qubit Arrays
• Title（参考訳）: デュアルレール量子ビットアレイ上での連続時間量子ウォークを用いた光子核保存ユニバーサル量子論理
• Authors: Hao-Yu Guan, Yifei Li, Xiu-Hao Deng,
• Abstract要約: 超伝導回路における量子論理を実現するために,デュアルレール量子ビット符号化と連続時間量子ウォーク(CTQW)の相乗効果を示す。 我々は、現在の超伝導量子ビットプラットフォームと互換性のあるチューナブルカプラ強度によって促進されるデュアルレール符号化を保ちながら、シングルビット、2ビット、3ビット演算を構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.832633935801952
• License:
• Abstract: We demonstrate a synergy between dual-rail qubit encoding and continuous-time quantum walks (CTQW) to realize universal quantum logic in superconducting circuits. Utilizing the photon-number-conserving dynamics of CTQW on dual-rail transmons, which systematically transform leakage and relaxation into erasure events, our architecture facilitates the suppression of population leakage and the implementation of high-fidelity quantum gates. We construct single-, two-, and three-qubit operations that preserve dual-rail encoding, facilitated by tunable coupler strengths compatible with current superconducting qubit platforms. Numerical simulations confirm robust behavior against dephasing, relaxation, and imperfections in coupling, underscoring the erasure-friendly nature of the system. This hardware-efficient scheme thus provides a practical pathway to early fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路における量子論理を実現するために,デュアルレール量子ビット符号化と連続時間量子ウォーク(CTQW)の相乗効果を実証する。 マルチレールトランスモン上でのCTQWの光子数保存ダイナミクスを利用して, 漏れや緩和を系統的に消去現象に変換することで, 集団リークの抑制と高忠実度量子ゲートの実現を促進する。 我々は、現在の超伝導量子ビットプラットフォームと互換性のあるチューナブルカプラ強度によって促進されるデュアルレール符号化を保ちながら、シングルビット、2ビット、3ビット演算を構築した。 数値シミュレーションにより, 脱落, 緩和, 不完全化に対する堅牢な挙動が確認され, システムの消去に親しみやすい性質が説明される。 このハードウェア効率のよいスキームは、初期のフォールトトレラント量子計算への実用的な経路を提供する。

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