論文の概要: Robustness Enhancement of Universal Noncyclic Geometric Gates via Evolution Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02106v1
• Date: Sun, 04 May 2025 13:21:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.427505
• Title: Robustness Enhancement of Universal Noncyclic Geometric Gates via Evolution Optimization
• Title（参考訳）: 進化最適化によるユニバーサル非環状幾何ゲートのロバスト性向上
• Authors: Zi-Hao Qin, Yan Liang, Yi-Han Yuan, Zheng-Yuan Xue, Tao Chen,
• Abstract要約: 非断熱非巡回幾何量子計算(NNGQC)は循環条件の制約を破る。 NNGQCの一般的なスキームを示し、異なるスキームに対応する最適なゲート構成を要約する。 提案手法により,非循環条件下での理想的な量子ゲートの構成が可能となり,将来の大規模量子計算に光を当てることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.275310462987469
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The concept of nonadiabatic noncyclic geometric quantum computation (NNGQC) breaks the constraint of cyclic conditions and allows the system to evolve on acyclic paths, which greatly extends the possibilities of quantum computation. By precisely controlling the evolution of quantum parameters along the acyclic path of the Bloch sphere, NNGQC is able to realize quantum logic gates under non-adiabatic conditions, which not only improves the speed of the operation, but also increases the path degrees of freedom, providing more operational flexibility and robustness for quantum computation. However, past work on NNGQC has not given a universal solution for different gate constructions, meanwhile due to the inability to optionally avoid some trajectory segments seriously affected by systematic errors, the performance of arbitrary geometric gate is still unsatisfactory. Here we give the general scheme of NNGQC, and also summarize the optimal gate construction corresponding to different schemes, and it is worth mentioning that we creatively introduce the universal robust control. Numerical simulations verifies that it is perfectly compatible with all types of noise terms and outperforms the transmission dynamic gates and quantum logic gates in the NGQC framework in terms of gate fidelity and robustness performance. Thus, our scheme can give the ideal quantum gate construction under noncyclic conditions, which sheds light on future large-scale quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 非線形非巡回幾何量子計算(NNGQC)の概念は、循環条件の制約を破り、非循環経路上でシステムを進化させ、量子計算の可能性を大きく広げる。 ブロッホ球の非巡回経路に沿った量子パラメータの進化を正確に制御することにより、NNGQCは非断熱的な条件下で量子論理ゲートを実現できる。 しかし、NNGQCにおける過去の研究は、異なるゲート構造に対する普遍的な解を与えていないが、体系的な誤りによって重大に影響を受ける軌道セグメントを任意に回避できないため、任意の幾何ゲートの性能は未だに満足できない。 ここでは、NNGQCの一般的なスキームについて述べ、また異なるスキームに対応する最適なゲート構成を要約し、創造的に普遍的なロバスト制御を導入することに留意する。 数値シミュレーションにより、全ての種類のノイズ項と完全互換であることが確認され、ゲートの忠実度とロバスト性性能の観点から、NGQCフレームワークの伝送ダイナミックゲートと量子論理ゲートよりも優れていた。 したがって,本手法は,非循環条件下での理想的な量子ゲートの構成を与えることができ,将来の大規模量子計算に光を当てることができる。

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