論文の概要: Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09326v1
• Date: Wed, 11 Jun 2025 01:59:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 06:35:02.180823
• Title: Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation
• Title（参考訳）: π$パルス変調による断熱型ホロノミック量子ゲートの高速化
• Authors: Jiang Zhang, Tonghao Xing, Guilu Long,
• Abstract要約: 本稿では,$pi$-pulse法に基づく高速ホロノミック量子ゲートの提案を行う。 従来の断熱限界を超えるホロノミックゲートの普遍的な集合を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7675483336334565
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Holonomic quantum computation (HQC) offers an inherently robust approach to quantum gate implementation by exploiting quantum holonomies. While adiabatic HQC benefits from robustness against certain control errors, its long runtime limits practical utility due to increased exposure to environmental noise. Nonadiabatic HQC addresses this issue by enabling faster gate operations but compromises robustness. In this work, we propose a scheme for fast holonomic quantum gates based on the $\pi$-pulse method, which accelerates adiabatic evolution while preserving its robustness. By guiding the system Hamiltonian along geodesic paths in the parameter space and applying phase-modulating $\pi$ pulses at discrete points, we realize a universal set of holonomic gates beyond the conventional adiabatic limit. Our scheme allows for arbitrary single-qubit and two-qubit controlled gates within a single-loop evolution and provides additional tunable parameters for flexible gate design. These results demonstrate a promising path toward high-fidelity, fast, and robust quantum computation.
• Abstract（参考訳）: ホロノミック量子計算(HQC)は、量子ホロノミーを利用する量子ゲートの実装に対して本質的に堅牢なアプローチを提供する。 アディバティックHQCは特定の制御エラーに対する堅牢性から恩恵を受けるが、その長期実行は環境騒音への曝露の増加により実用性を制限する。 Nonadiabatic HQCは、より高速なゲート操作を実現することでこの問題に対処するが、堅牢性を損なう。 本研究では,その堅牢性を保ちながら断熱的進化を加速する$\pi$-pulse法に基づく高速ホロノミック量子ゲートの提案を行う。 パラメータ空間の測地経路に沿ってハミルトニアン系を誘導し、離散点に位相変調$\pi$パルスを適用することにより、従来の断熱限界を超えるホロノミックゲートの普遍的な集合を実現する。 提案方式では, 任意の単一キュービットと2キュービットの制御ゲートを単一ループの進化内で実現し, フレキシブルゲート設計のための追加の調整可能なパラメータを提供する。 これらの結果は、高忠実で高速でロバストな量子計算への有望な道を示す。

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