論文の概要: Heisenberg-limited calibration of entangling gates with robust phase estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06698v1
- Date: Mon, 10 Feb 2025 17:21:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:29:19.335907
- Title: Heisenberg-limited calibration of entangling gates with robust phase estimation
- Title（参考訳）: 強位相推定によるエンタングゲートのハイゼンベルク限界校正
- Authors: Kenneth Rudinger, J. P. Marceaux, Akel Hashim, David I. Santiago, Irfan Siddiqi, Kevin C. Young,
- Abstract要約: 頑健な位相推定により,複数ビットゲートにおけるコヒーレント誤差の高精度,ハイゼンベルク限定推定が可能となることを示す。
超伝導プロセッサ上での2ビット制御Zゲートの動作を改善することでキャリブレーションプロトコルを実験的に実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The calibration of high-quality two-qubit entangling gates is an essential component in engineering large-scale, fault-tolerant quantum computers. However, many standard calibration techniques are based on randomized circuits that are only quadratically sensitive to calibration errors. As a result, these approaches are inefficient, requiring many experimental shots to achieve acceptable performance. In this work, we demonstrate that robust phase estimation can enable high-precision, Heisenberg-limited estimates of coherent errors in multi-qubit gates. Equipped with an efficient estimator, the calibration problem may be reduced to a simple optimization loop that minimizes the estimated coherent error. We experimentally demonstrate our calibration protocols by improving the operation of a two-qubit controlled-Z gate on a superconducting processor, and we validate the improved performance with gate set tomography. Our methods are applicable to gates in other quantum hardware platforms such as ion traps and neutral atoms, and on other multi-qubit gates, such as CNOT or iSWAP.
- Abstract（参考訳）: 高品質な2量子エンタングゲートの校正は、大規模でフォールトトレラントな量子コンピュータにおいて重要な要素である。
しかし、多くの標準的なキャリブレーション手法は、キャリブレーション誤差に敏感なランダム化回路に基づいている。
その結果、これらのアプローチは非効率であり、許容可能な性能を達成するために多くの実験ショットを必要とする。
本研究では,マルチキュービットゲートにおけるコヒーレント誤差の高精度,ハイゼンベルク限定推定を可能にする。
効率的な推定器を備えたキャリブレーション問題は、推定されたコヒーレント誤差を最小限に抑える単純な最適化ループに還元される。
超伝導プロセッサ上での2ビット制御Zゲートの動作を改善することでキャリブレーションプロトコルを実験的に実証し,ゲートセットトモグラフィーによる性能向上を検証した。
我々の手法は、イオントラップや中性原子などの他の量子ハードウェアプラットフォームや、CNOTやiSWAPのような他のマルチキュービットゲートのゲートに適用できる。
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