論文の概要: High-fidelity realisation of CNOT gate in Majorana-based optical platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14641v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 11:48:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.441608
• Title: High-fidelity realisation of CNOT gate in Majorana-based optical platform
• Title（参考訳）: マヨナ系光プラットフォームにおけるCNOTゲートの高忠実化
• Authors: Jia-Kun Li, Kai Sun, Ze-Yan Hao, Jia-He Liang, Jiannis K. Pachos, Lucy Byles, Jin-Shi Xu, Yong-Jian Han, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
• Abstract要約: フォトニックプラットフォーム上でシミュレーションしたMajoranaゼロモードを用いたロバストCNOT量子ゲートの実験的実現について述べる。 終点でマヨラナゼロモードをサポートする3つのキータエフ連鎖は、2つの論理量子ビットを符号化するために用いられる。 結果は、マヨラナフェルミオンによるトポロジカル量子コンピューティングの大きな進歩を示し、高忠実な量子ゲートを実現するためのフォトニックプラットフォームの可能性を強調している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0129789297520104
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present the experimental realisation of a robust CNOT quantum gate using Majorana zero modes simulated on a photonic platform. Three Kitaev chains supporting Majorana zero modes at their endpoints are used to encode two logical qubits, and both intra-chain and inter-chain braiding operations are performed to implement the CNOT gate. While the topological encoding of quantum information in Majorana fermions does not offer full topological protection in our non-interacting photonic setting, it nevertheless exhibits a natural resilience to the dominant noise and decoherence effects present in the experiment. Consequently, the fidelity of the CNOT gate is significantly enhanced, surpassing 0.992 and addressing a key limitation in the path toward scalable quantum computation. These results represent a major advancement in topological quantum computing with Majorana fermions and underscore the potential of photonic platforms for realising high-fidelity quantum gates.
• Abstract（参考訳）: フォトニックプラットフォーム上でシミュレーションしたMajoranaゼロモードを用いたロバストCNOT量子ゲートの実験的実現について述べる。 終端でマヨラナゼロモードをサポートする3つのキタエフ鎖を用いて2つの論理量子ビットを符号化し、CNOTゲートを実装するためにチェーン内およびチェーン間ブレイディング操作を行う。 マヨラナフェルミオンにおける量子情報のトポロジカルエンコーディングは、我々の相互作用しないフォトニックセッティングにおいて完全なトポロジカルプロテクションを提供していないが、それでも実験で見られる支配的なノイズやデコヒーレンス効果に対する自然な回復力を示す。 その結果、CNOTゲートの忠実度は0.992を超え、スケーラブルな量子計算への道の鍵となる限界に対処するなど、大幅に向上した。 これらの結果は、マヨラナフェルミオンによるトポロジカル量子コンピューティングの大きな進歩を示し、高忠実な量子ゲートを実現するためのフォトニックプラットフォームの可能性を強調している。

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