論文の概要: Realization of maximally-entangling two-qutrit gates using the Cross-Resonance scheme

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15265v1
• Date: Mon, 21 Apr 2025 17:47:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-29 14:21:00.794538
• Title: Realization of maximally-entangling two-qutrit gates using the Cross-Resonance scheme
• Title（参考訳）: クロス共振法による最大絡み合う2量子ゲートの実現
• Authors: Yash Saxena, Sagnik Chatterjee, Tharrmashastha Sapv,
• Abstract要約: 3レベルシステムには、量子情報と計算における2レベルシステムよりも自然な利点がある。 3レベルシステムを用いた普遍量子計算には最大エンタングル2量子ゲートが必要であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Three-level systems have natural advantages over their two-level counterparts in quantum information and computation. Although generally used for qubits, the existing superconducting transmon architecture can naturally be extended to three levels, which allows the exploration of the entire qutrit Hilbert space. Realizing a maximally entangling two-qutrit gate is necessary for universal quantum computation using three-level systems. Our work extends the state-of-the-art approach by providing a theoretical framework for realizing a high-fidelity two-qutrit generalized CR gate using the cross-resonance framework. Using our framework, we experimentally demonstrate two-qutrit generalized controlled-$\sqrt{X}$ gates through simulations on QISKIT dynamics, which in turn allow us to obtain a maximum extracted concurrence of $97.2\pm0.1\%$, thereby demonstrating that entanglement has been achieved on all three levels. Using the above gates, we also prepare a two-qutrit Bell state with a fidelity of $96.9\pm 0.1\%$.
• Abstract（参考訳）: 3レベルシステムには、量子情報と計算における2レベルシステムよりも自然な利点がある。 一般に量子ビットに使用されるが、既存の超伝導トランスモンアーキテクチャーは自然に3つのレベルに拡張することができ、これにより全ての量子ビットヒルベルト空間を探索することができる。 3レベルシステムを用いた普遍量子計算には、最大に絡み合う2量子ゲートを実現する必要がある。 我々の研究は、クロス共振フレームワークを用いて高忠実度2量子一般化CRゲートを実現する理論的枠組みを提供することにより、最先端のアプローチを拡張した。 このフレームワークを用いて、QISKIT力学のシミュレーションにより、2量子一般化された制御-$\sqrt{X}$ゲートを実験的に証明し、その結果、最大抽出精度が9,7.2\pm0.1\%$となり、3つのレベルで絡み合いが達成されたことを示す。 上記のゲートを用いて、9,6.9\pm 0.1\%$の2量子ベル状態も用意する。

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