論文の概要: Measurement-based quantum computation with variable-range interacting systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11909v1
- Date: Fri, 13 Jun 2025 15:59:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.868056
- Title: Measurement-based quantum computation with variable-range interacting systems
- Title(参考訳): 可変レンジ相互作用系を用いた測定に基づく量子計算
- Authors: Debkanta Ghosh, Keshav Das Agarwal, Pritam Halder, Aditi Sen De,
- Abstract要約: 本研究では,Isingスピン系による重み付きグラフ状態 (WGS) が単一および2量子ゲートの実装に成功していることを示す。
上記の相互作用のしきい値降下速度は、普遍的な単一ビットゲートと2ビットゲートの両方の忠実度が90%以上の精度で決定される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate that weighted graph states (WGS) generated via variable-range interacting Ising spin systems where the interaction strength decays with distance as a power law, characterized by the fall-off rate, can successfully implement single- and two-qubit gates with fidelity exceeding classical limits by performing suitable measurements. In the regime of truly long-range interactions (small fall-off rate), optimizing over local unitary operations, while retaining the local measurement scheme in the original measurement-based quantum computation (MBQC) set-up, enables the scheme to achieve nonclassical average fidelities. Specifically, we identify a threshold fall-off rate of the interaction above which the fidelity of both universal single- and two-qubit gates consistently exceeds $90\%$ accuracy. Moreover, we exhibit that the gate-implementation protocol remains robust under two realistic imperfections -- noise in the measurement process, modeled via unsharp measurements, and disorder in the interaction strengths. These findings confirm WGS produced through long-range systems as a resilient and effective resource for MBQC.
- Abstract(参考訳): 本研究では,古典的限界を超える忠実度を持つ単一および2量子ゲートの実現に成功し,相互作用強度が電力法則として距離で減衰するIsingスピン系により生成する重み付きグラフ状態(WGS)について述べる。
真の長距離相互作用(小さなフォールオフ率)の体制では、局所的なユニタリ演算を最適化し、元の測定ベース量子計算(MBQC)のセットアップにおける局所的な測定スキームを維持しながら、このスキームが非古典的な平均忠実性を達成することができる。
具体的には、上記の相互作用のしきい値のずれ率を特定し、普遍的なシングルビットゲートと2ビットゲートの両方の忠実度が90\%の精度を一貫して上回っている。
さらに、ゲート実装プロトコルは、2つの現実的な欠陥(計測プロセスにおけるノイズ、アンシャープ計測によるモデル化、相互作用強度の障害)の下でも頑健であることを示す。
これらの結果から, MBQC の回復力および有効資源として, WGS が長距離システムを通じて生産されていることが確認された。
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