論文の概要: Petz recovery maps of single-qubit decoherence channels in an ion trap quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.20399v1
• Date: Tue, 29 Apr 2025 03:45:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.73774
• Title: Petz recovery maps of single-qubit decoherence channels in an ion trap quantum processor
• Title（参考訳）: イオントラップ量子プロセッサにおける単一量子ビットデコヒーレンスチャネルのペッツリカバリマップ
• Authors: Wen-Han Png, Valerio Scarani,
• Abstract要約: 量子デコヒーレンスチャネルのイオントラップにおける状態固有ペッツ写像の物理的実現を提案する。 私たちの回路構成は、少なくとも1ドル(2)$アンシラ量子ビットと3ドル(20ドル)$CNOTゲートを必要とします。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Petz recovery map provides a near-optimal reversal of quantum noise, yet proposals for its implementation are only recent. We propose a physical realization of the exact state-specific Petz map in an ion trap for qubit decoherence channels. Our circuit constructions require at most $1 (2)$ ancilla qubits and $3 (20)$ CNOT gates for channels with Kraus rank $2 (>2)$. We analyze typical ion trap errors and construct corresponding Petz maps, simulating their performance under realistic noise modeled by residual spin-motion coupling. Quantum circuits are provided for depolarizing, dephasing, and amplitude damping channels. Focusing on single-shot recovery, suited for present-day devices, we also quantify the precision of prior knowledge required to achieve a recovery error below 0.01 across varying decoherence levels and state purities.
• Abstract（参考訳）: Petzリカバリマップは量子ノイズのほぼ最適反転を提供するが、その実装の提案はごく最近のものである。 量子デコヒーレンスチャネルのイオントラップにおける状態固有ペッツ写像の物理的実現を提案する。 私たちの回路構成は、少なくとも1ドル(2)$アンシラ量子ビットと3ドル(20ドル)$CNOTゲートを必要とします。 我々は、典型的なイオントラップ誤差を分析し、それに対応するペッツマップを構築し、残留スピンモーション結合によってモデル化された現実的な雑音下での性能をシミュレートする。 量子回路は、脱分極、減圧、振幅減衰チャネルを提供する。 現状の装置に適合する単発リカバリに着目し, 種々のデコヒーレンスレベルと状態純度で0.01未満のリカバリ誤差を達成するために必要な事前知識の精度を定量化する。

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