論文の概要: Standardized test of many-body coherence in gate-based quantum platforms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12573v1
• Date: Sun, 16 Mar 2025 17:01:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 15:58:53.070440
• Title: Standardized test of many-body coherence in gate-based quantum platforms
• Title（参考訳）: ゲート型量子プラットフォームにおける多体コヒーレンスの標準化試験
• Authors: Yi Teng, Orazio Scarlatella, Shiyu Zhou, Armin Rahmani, Claudio Chamon, Claudio Castelnovo,
• Abstract要約: 本稿では,スピンチェーン構成における干渉効果を用いて,多体量子コヒーレンス長スケールを定義する手法を提案する。 ゲートベースの量子プラットフォーム上で、現在のデバイスの量子コヒーレンスを推定し、比較するために、このアプローチをどのように実装できるかを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.983816213148414
• License:
• Abstract: Quantum coherence is a crucial resource in achieving quantum advantage over classical information processing, and more generally developing new quantum technologies. While its effects are observable in current quantum platforms, there are no standardized tools for systematically measuring and quantifying multi-qubit coherence across different gate-based quantum hardware. In this work, we propose a method to define a many-body quantum coherence length scale using anyon interference effects in a spin-chain setup, which effectively mirrors the problem of a quantum particle on a ring, with or without flux through it. We propose using the maximum length of the ring for which the presence or absence of flux can be clearly discerned, as a simple measure of the many-body quantum coherence grade (Q-grade) in a given quantum hardware. We demonstrate how this approach can be implemented on gate-based quantum platforms to estimate and compare the quantum coherence of current devices, such as those from Google, IBM, IonQ, IQM, and Quantinuum that we considered here. This work aims to contribute to the creation of a live Web interface where the latest developments and advancements can be demonstrated, and progress in quantum coherence resources tracked over time. Establishing such a standardized quantum test would enable monitoring the growth of quantum coherence in gate-based quantum platforms, in a spirit similar to Moore's law.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンス(quantum coherence)は、古典的な情報処理よりも量子上の優位性を達成し、より一般的に新しい量子技術を開発する上で重要なリソースである。 現在の量子プラットフォームでは、その効果は観測可能であるが、異なるゲートベースの量子ハードウェア間で、多ビットコヒーレンスを体系的に測定し、定量化するための標準化されたツールはない。 そこで本研究では,スピンチェーン構成における任意の干渉効果を用いて,多体量子コヒーレンス長スケールを定義する手法を提案する。 与えられた量子ハードウェアにおける多体量子コヒーレンスグレード(Qグレード)の簡単な測度として、フラックスの存在や欠如を明確に識別できるリングの最大長を用いる。 この手法がゲートベースの量子プラットフォーム上でどのように実装され、Google、IBM、IonQ、IQM、Quantinuumといった現在のデバイスの量子コヒーレンスを推定し、比較することができるかを示す。 この研究は、最新の開発と進歩を実証できるライブWebインターフェースの作成と、時間とともに追跡される量子コヒーレンスリソースの進歩に貢献することを目的としている。 このような標準化された量子テストを確立することで、ムーアの法則に類似した精神でゲートベースの量子プラットフォームにおける量子コヒーレンスの成長を監視することができる。

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