論文の概要: Quantum Computation with Quantum Batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.23610v2
- Date: Fri, 11 Apr 2025 01:40:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-14 14:15:33.778223
- Title: Quantum Computation with Quantum Batteries
- Title（参考訳）: 量子電池による量子計算
- Authors: Yaniv Kurman, Kieran Hymas, Arkady Fedorov, William J. Munro, James Quach,
- Abstract要約: 量子計算の本質的なエネルギー源として量子電池を提案する。
ボソニックフォック状態QBは、量子場のリサイクルを通じて全てのユニタリゲートに必要なエネルギーを供給することができる。
この方式を低温プラットフォームに実装することで、キュービット当たりの専用ドライブラインの必要性がなくなる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Executing quantum logic in cryogenic quantum computers requires a continuous energy supply from room-temperature control electronics. This dependence on external energy sources creates scalability limitations due to control channel density and heat dissipation. Here, we propose quantum batteries (QBs) as intrinsic energy sources for quantum computation, enabling the fundamental limit of zero dissipation for unitary gates. Unlike classical power sources, QBs maintain quantum coherence with their load - a property that has been explored theoretically, albeit without practical implications in quantum technologies so far. We demonstrate that a bosonic Fock-state QB can supply the energy required for all unitary gates via quantum field recycling, enable all-to-all qubit connectivity, and support a universal gate set controlled by a single parameter per qubit: its resonant frequency. We simulate quantum-error-correction encoding with more than 98% fidelity solely by qubit resonance tuning, executing energy-changing gates when on-resonance with the QB and enabling a single-step multi-qubit parity probing when including off-resonance interactions. Implementing this scheme on cryogenic platforms eliminates the need for a dedicated drive line per qubit, which quadruples the qubit count within the cryogenic system, offering a promising architecture for scalable quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 低温量子コンピュータにおける量子論理の実行には、室温制御エレクトロニクスからの連続的なエネルギー供給が必要である。
この外部エネルギー源への依存は、制御チャネル密度と放熱によるスケーラビリティの限界を生み出す。
本稿では,量子計算の固有エネルギー源として量子電池 (QB) を提案する。
古典的な電力源とは異なり、QBは量子コヒーレンスをその負荷と維持する。
ボソニックフォック状態QBは、量子場リサイクルにより全てのユニタリゲートに必要なエネルギーを供給し、全量子ビット接続を可能にし、量子ビット当たりの単一のパラメータによって制御される普遍ゲート(共振周波数)をサポートすることを実証する。
量子誤り訂正符号を量子ビット共鳴チューニングのみで98%以上の忠実度でシミュレートし、QBとのオン共振時にエネルギー変化ゲートを実行し、オフ共振相互作用を含む場合の1ステップ多ビットパリティ探索を可能にする。
このスキームを低温プラットフォームに実装することで、量子ビット当たりの専用ドライブラインが不要になり、これは低温システム内のキュービット数を4倍にし、スケーラブルな量子コンピューティングのための有望なアーキテクチャを提供する。
関連論文リスト
- The multimode conditional quantum Entropy Power Inequality and the squashed entanglement of the extreme multimode bosonic Gaussian channels [53.253900735220796]
不等式はボゾン量子モードの最も一般的な線形混合の出力の最小条件フォン・ノイマンエントロピーを決定する。
ボソニック量子系は、量子状態における電磁放射の数学的モデルを構成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-18T13:59:50Z) - Two-photon charging of a quantum battery with a Gaussian pulse envelope [0.0]
2光子充電プロトコルにより, 蓄電エネルギーの指数的向上が量子電池によって達成されることを示す。
本研究は,連続変数で定義された量子オブジェクトに大量のエネルギーを高速に蓄積する機構を実証するものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-09T12:35:29Z) - Exceeding the maximum classical energy density in fully charged quantum batteries [0.0]
古典電池では、各サブシステムのエネルギー密度は最大値に達し、$E_C$と表される。
我々は、量子エネルギーテレポータイオン(QET)のプロトコルにより、この限界を量子電池で超過できることを実証した。
提案プロトコルは,効率の向上,量子コンピュータの実験的複雑さの低減,即時エネルギー充電を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-01T22:14:27Z) - Hyperbolic enhancement of a quantum battery [0.0]
量子バッテリモデルを提案することによって、エネルギー損失の問題を回避する方法を示す。
すなわち、短時間の時間パルスで電池を二次的に充電すると、蓄えられたエネルギーの双曲的増強が引き起こされる。
駆動が十分に強い場合、エルゴトロピーである量子電池から抽出できる有用な作業は、保存されたエネルギーと全く同じであることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-19T20:13:04Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - A quantum battery with quadratic driving [0.0]
量子電池(Quantum Battery)は、量子力学的物体を用いたエネルギー貯蔵装置である。
理論的には、エネルギーホルダに接続された駆動充電器からなる二部量子電池モデルについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-04T15:01:36Z) - Analytically solvable many-body Rosen-Zener quantum battery [0.0]
量子バッテリシステムの解析解を取得し、フル充電を実現する方法は、量子バッテリの重要な要素である。
ここでは、原子間相互作用と外部駆動場を含む2レベルシステムで、Rosen-Zener量子電池について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-13T13:30:14Z) - 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) - Quantum thermodynamic methods to purify a qubit on a quantum processing
unit [68.8204255655161]
我々は、同じ量子ビットを備えた量子処理ユニット上で量子ビットを浄化する量子熱力学法について報告する。
私たちの出発点は、よく知られた2つのキュービットスワップエンジンをエミュレートする3つのキュービット設計です。
使用可能な超伝導量子ビットベースのQPU上に実装し,200mKまでの浄化能を観測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-31T16:13:57Z) - Variational Adiabatic Gauge Transformation on real quantum hardware for
effective low-energy Hamiltonians and accurate diagonalization [68.8204255655161]
変分アダバティックゲージ変換(VAGT)を導入する。
VAGTは、現在の量子コンピュータを用いてユニタリ回路の変動パラメータを学習できる非摂動型ハイブリッド量子アルゴリズムである。
VAGTの精度は、RigettiおよびIonQ量子コンピュータ上でのシミュレーションと同様に、トラフ数値シミュレーションで検証される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-16T20:50:08Z) - QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of
quantum circuits [69.43216268165402]
QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。
Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。
ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z)
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。