論文の概要: Measurement-based Simulation of Geometric Gates in Topological Qubits on NISQ Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.15392v1
• Date: Wed, 19 Mar 2025 16:31:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-20 15:22:53.481284
• Title: Measurement-based Simulation of Geometric Gates in Topological Qubits on NISQ Devices
• Title（参考訳）: NISQデバイス上のトポロジカルクビットにおける幾何ゲートの測定に基づくシミュレーション
• Authors: Matthew Brooks, Foster Sabatino, Charles Tahan, Silas Hoffman,
• Abstract要約: マヨラナゼロモード(MZM)の断熱交換は、幾何学的に保護されたゲートの非普遍的な集合を可能にする。 マルチキュービットパウリパリティ測定によるMZMY接合の測定に基づくブレイディング 小型回路は、新しい測度に基づく幾何ゲートと、量子ハミルトニアンシミュレーションの計測に基づく実証を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: While the adiabatic exchange of Majorana zero modes (MZMs) enables a non-universal set of geometrically protected gates, realising an experimental implementation of MZM braiding remains challenging. In an alternative proposal, charge-parity measurement of two neighboring MZMs supports braiding by teleportation. Moreover, owing to the lack of definitive evidence of MZMs in semiconducting systems, there have been several simulations of MZMs on NISQ devices which more naturally lend themselves to braiding. In this work, measurement-based braiding about MZM Y-junctions are simulated by multi-qubit Pauli-parity measurements of a logical qubit. Logical single-qubit geometric $S^{(\dagger)}$-gates and entangling two-qubit gates is shown using two-physical-qubit joint measurements alone, whilst partial phase rotations such as a $T^{(\dagger)}$-gates require at least one three-qubit joint measurement. These relatively small scale circuits offer both novel measurement-based geometric gates as well as a measurement-based demonstration of quantum Hamiltonian simulation.
• Abstract（参考訳）: マヨラナゼロモード(MZM)の断熱的交換は幾何学的に保護されたゲートの非普遍的な集合を可能にするが、MZMブレイディングの実験的な実装は依然として困難である。 別の提案では、隣接する2つのMZMの電荷パリティ測定は、テレポーテーションによるブレイディングをサポートする。 さらに, 半導体系におけるMZMの確証の欠如により, NISQデバイス上でのMZMのシミュレーションがいくつか行われている。 本研究では、MZM Y接合に関する測定に基づくブレイディングを、論理量子ビットの多量子パウリパリティ測定によりシミュレートする。 論理的単量子幾何学的 $S^{(\dagger)}$-gates と 2-qubit ゲートの絡み合わせは、2-物理量子ジョイント測定だけで示されるが、$T^{(\dagger)}$-gates のような部分位相回転は少なくとも1つの3-qubit ジョイント測定を必要とする。 これらの比較的小さな回路は、新しい測度に基づく幾何ゲートと、量子ハミルトニアンシミュレーションの測度に基づく実証の両方を提供する。

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