論文の概要: Decoherence mitigation for geometric quantum computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03856v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 03:31:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 14:26:59.77944
• Title: Decoherence mitigation for geometric quantum computation
• Title（参考訳）: 幾何量子計算のためのデコヒーレンス緩和
• Authors: X. Y. Sun, P. Z. Zhao,
• Abstract要約: 物理量子ビットのみに基づくデコヒーレンス緩和幾何量子計算法を提案する。 提案手法は, 個々の量子ビットとその環境間の最も一般的な相互作用に着目し, ノイズだけでなく, より規則的なデコヒーレンスを緩和する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Geometric phases depend only on the evolution path determined by the closed circuit in the projective Hilbert space but not on evolution details of the quantum system, leading to geometric quantum computation possessing some intrinsic robustness against control errors. Coordinated with dynamical decoupling, geometric quantum computation admits additional resilience to the environment-induced decoherence. However, the previous schemes of geometric quantum computation protected by dynamical decoupling require multiple physical qubits to encode a logical qubit, which undoubtedly increases the consumption of physical-qubit resources and the difficulty in the implementation of the logical-qubit manipulation based on physical-qubit driving. In this work, we put forward a scheme of decoherence-mitigated geometric quantum computation based only on physical qubits rather than logical qubits, hence avoiding the additional overhead of physical-qubit resources for logical-qubit encoding as well as the difficulty in the manipulation of logical qubits. Moreover, our scheme focuses on the most general interaction between an individual qubit and its environment so that it mitigates not just dephasing noise but rather regular decoherence. Our proposal thus represents a more realistic and effective approach towards the realization of geometric control with decoherence mitigation.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的位相は、射影ヒルベルト空間の閉回路によって決定される進化経路にのみ依存するが、量子系の進化の詳細には依存しない。 動的デカップリングと協調して、幾何学的量子計算は、環境によって引き起こされるデコヒーレンスに対するさらなるレジリエンスを認める。 しかし、動的デカップリングによって保護された幾何量子計算の以前のスキームは、物理量子ビットを符号化するために複数の物理量子ビットを必要としており、物理量子ビットの資源消費と物理量子ビットの駆動に基づく論理量子ビット操作の実装の難しさは間違いなく増大している。 本研究では、論理量子ビットではなく物理量子ビットのみに基づくデコヒーレンス緩和幾何量子計算方式を提案し、論理量子ビット符号化のための物理量子ビットリソースの追加オーバーヘッドと論理量子ビットの操作の難しさを回避した。 さらに、各量子ビットとその環境間の最も一般的な相互作用に焦点を当て、ノイズを軽視するだけでなく、より規則的なデコヒーレンスを緩和する。 そこで本提案では,デコヒーレンス緩和による幾何制御の実現に向けて,より現実的で効果的なアプローチを提案する。

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