論文の概要: Error-mitigated Geometric Quantum Control over an Oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.14344v1
- Date: Fri, 24 Jan 2025 09:13:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-27 14:56:38.749326
- Title: Error-mitigated Geometric Quantum Control over an Oscillator
- Title(参考訳): 振動子を用いた誤差緩和幾何量子制御
- Authors: Ming-Jie Liang, Tao Chen, Zheng-Yuan Xue,
- Abstract要約: 量子情報は、環境や運用によって引き起こされる不完全性に対して脆弱である。
機能理論による量子最適制御に基づくロバストなスキームを提案する。
この方式は、フォールトトレラント量子計算の代替として有望なものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.7382619198694886
- License:
- Abstract: Quantum information is very fragile to environmental- and operational-induced imperfections. Therefore, the construction of practical quantum computers needs the quantum error correction technique to protect quantum information. Particularly, encode a logical qubit into the large Hilbert space of an oscillator is a hardware-efficient way of correcting quantum errors. In this strategy, selective number-dependent arbitrary phase (SNAP) gates are vital for universal quantum control. However, the quality of SNAP gates is considerably limited by the small coupling-induced non-linearity of the oscillator. Here, to resolve this limitation, we propose a robust scheme based on quantum optimal control via the functional theory, by designing an appropriate trajectory for a target operation. Besides, we combine the geometric phase approach with our trajectory design scheme to minimize the decoherence effect, by shortening the gate-time. Numerical simulation shows that both errors can be significantly mitigated and the robustness of the geometric gate against both $X$ and $Z$ errors can be maintained. Therefore, our scheme provides a promising alternative for fault-tolerant quantum computation.
- Abstract(参考訳): 量子情報は、環境や運用によって引き起こされる不完全性に対して非常に脆弱である。
そのため、実用的な量子コンピュータの構築には、量子情報を保護するために量子エラー補正技術が必要である。
特に、振動子の大きなヒルベルト空間に論理量子ビットを符号化することは、量子エラーを修正するハードウェア効率のよい方法である。
この戦略では、選択数依存任意の位相(SNAP)ゲートは普遍的な量子制御に不可欠である。
しかし、SNAPゲートの品質は、発振器の小さな結合誘起非線形性によって著しく制限される。
本稿では、この制限を解決するために、目的とする演算に対して適切な軌道を設計することにより、関数理論による量子最適制御に基づくロバストなスキームを提案する。
さらに,ゲート時間短縮によるデコヒーレンス効果の最小化のために,幾何位相法と軌道設計法を組み合わせる。
数値シミュレーションにより、どちらの誤差も著しく軽減でき、X$とZ$の誤差に対して幾何ゲートの堅牢性を維持することができる。
したがって,本手法はフォールトトレラント量子計算の有望な代替手段となる。
関連論文リスト
- Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections
and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。
我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-11T18:00:00Z) - Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。
ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。
我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-04T13:39:46Z) - 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) - Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。
特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-27T21:15:35Z) - Error-Tolerant Geometric Quantum Control for Logical Qubits with Minimal
Resource [4.354697470999286]
本稿では,デコヒーレンスフリーサブスペース符号化を用いた新しい高速かつロバストな幾何学的スキームを提案し,超伝導量子回路への物理実装を提案する。
提案手法は,将来の大規模量子計算に光を当てる論理量子ビット制御における誤り抑制手法を両立させることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-16T12:10:41Z) - Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates on Decoherence-Protected
Qubits [4.18804572788063]
本稿では,幾何学的位相アプローチと動的補正手法を組み合わせた量子演算手法を提案する。
本手法は超伝導回路上に実装されており,従来の実装も簡略化されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-06T14:39:52Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T17:49:09Z) - Ultrafast Holonomic Quantum Gates [4.354697470999286]
本稿では,$Delta$型3レベルシステム上でのデチュード相互作用を用いた非線形ホロノミック量子スキームを提案する。
シミュレーションにより,ゲートのロバスト性も従来よりも強いことがわかった。
本稿では,デコヒーレンスフリー部分空間符号化を用いた超伝導量子回路の実装について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T14:31:38Z) - Noncyclic nonadiabatic holonomic quantum gates via shortcuts to
adiabaticity [5.666193021459319]
本稿では,短絡から断熱までを通した普遍量子システムのための高速でロバストなホロノミック量子ゲートの構築手法を提案する。
この方式は、現在量子計算の実装のために追求されている物理系において容易に実現可能である。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-28T15:23:24Z) - Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates [68.8204255655161]
単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。
大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-26T16:38:43Z) - Robust and Fast Holonomic Quantum Gates with Encoding on Superconducting
Circuits [4.354697470999286]
超伝導回路上での普遍ホロノミック量子ゲートの簡易実装を提案する。
提案手法は従来よりも堅牢であり,スケーラブルなフォールトトレラント量子計算のための代替戦略として有望なものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-23T13:26:18Z)
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。