論文の概要: Realization and Calibration of Continuously Parameterized Two-Qubit Gates on a Trapped-Ion Quantum Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.06259v1
- Date: Tue, 08 Apr 2025 17:59:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-09 13:28:35.665265
- Title: Realization and Calibration of Continuously Parameterized Two-Qubit Gates on a Trapped-Ion Quantum Processor
- Title（参考訳）: トラップオン量子プロセッサ上での連続パラメタライズされた2量子ゲートの実現と校正
- Authors: Christopher G. Yale, Ashlyn D. Burch, Matthew N. H. Chow, Brandon P. Ruzic, Daniel S. Lobser, Brian K. McFarland, Melissa C. Revelle, Susan M. Clark,
- Abstract要約: 連続パラメタライズされた2量子ビットゲートは、最先端のトラップイオン量子プロセッサの重要な特徴である。
低レベルのトラップイオンプロセッサであるQuantum Scientific Computing Open User Testbed (QSCOUT)上で,これらのゲートの実装方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Continuously parameterized two-qubit gates are a key feature of state-of-the-art trapped-ion quantum processors as they have favorable error scalings and show distinct improvements in circuit performance over more restricted maximally entangling gatesets. In this work, we provide a comprehensive and pedagogical discussion on how to practically implement these continuously parameterized M{\o}lmer-S{\o}rensen gates on the Quantum Scientific Computing Open User Testbed (QSCOUT), a low-level trapped-ion processor. To generate the arbitrary entangling angles, $\theta$, we simply scale the amplitude of light used to generate the entanglement. However, doing so requires careful consideration of amplifier saturation as well as the variable light shifts that result. As such, we describe a method to calibrate and cancel the dominant fourth-order effects, followed by a dynamic virtual phase advance during the gate to cancel any residual light shifts, and find a linear scaling between $\theta$ and the residual light shift. Once, we have considered and calibrated these effects, we demonstrate performance improvement with decreasing $\theta$. Finally, we describe nuances of hardware control to transform the XX-type interaction of the arbitrary-angle M{\o}lmer-S{\o}rensen gate into a phase-agnostic and crosstalk-mitigating ZZ interaction.
- Abstract（参考訳）: 連続パラメタライズされた2量子ビットゲートは、最先端のトラップイオン量子プロセッサの重要な特徴であり、エラースケーリングが好適であり、より制限された最大エンタングリングゲートセットよりも回路性能が顕著に向上している。
本研究では、量子科学計算オープンユーザテストベッド(QSCOUT)上で、これらの連続パラメータ化M{\o}lmer-S{\o}rensenゲートを実用的に実装する方法について、包括的で教育的な議論を行う。
任意のエンタングル角を生成するために、$\theta$ は単にエンタングルメントを生成するために使用される光の振幅を拡大する。
しかし、それを行うにはアンプ飽和を慎重に考慮し、その結果の変動光シフトも考慮する必要がある。
そこで,本研究では,4次効果を校正・キャンセルする手法について述べるとともに,残光シフトをキャンセルする動的仮想位相の進行とともに,残光シフトと残光シフトとの線形スケーリングを求める。
一度、これらの効果を考慮し、校正し、$\theta$を下げることで性能改善を実証した。
最後に、任意の角度のM{\o}lmer-S{\o}rensenゲートのXX型相互作用を位相非依存かつクロストーク緩和ZZ相互作用に変換するためのハードウェア制御のニュアンスについて述べる。
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