論文の概要: Dynamical decoupling protection for three-level systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15063v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 15:26:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:53.299677
• Title: Dynamical decoupling protection for three-level systems
• Title（参考訳）: 3レベルシステムに対する動的デカップリング保護
• Authors: P. Z. Zhao, Lei Qiao,
• Abstract要約: 3レベルシステムのための物理的に実現可能な動的デカップリング演算子列を構築する。 本手法は, 環境騒音を除去することにより, 3段階の量子ゲートの忠実度を効果的に向上させることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8651161605225451
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In addition to the traditional two-level system, the three-level system serves as another important elemental building block for the manipulation of qubits. However, the quantum information processing in the three-level system is also subject to the decoherence induced by the interaction between the quantum system and its environment or by the crosstalk between different qutrits. In this work, we construct a sequence of physically feasible dynamical decoupling operators for the three-level system to mitigate not only the transverse dephasing between the excited state and ground states but also the longitudinal relaxation among them. Combining the Hamiltonian engineering and our constructed dynamical decoupling sequence, we further realize the dynamical decoupling protection of qutrit-based quantum gates. Our scheme can effectively enhance the fidelity of three-level-based quantum gates through filtering out the environmental noises, which may provide a new horizon to improve the accuracy of three-level-based quantum manipulation.
• Abstract（参考訳）: 従来の2レベルシステムに加えて、3レベルシステムはキュービットを操作するための重要な要素ビルディングブロックとして機能する。 しかし、3レベルシステムにおける量子情報処理は、量子システムとその環境間の相互作用によって引き起こされるデコヒーレンスや、異なるキュートリット間のクロストークによっても引き起こされる。 本研究では,3レベル系の物理的に実現可能な動的デカップリング作用素の列を構築し,励起状態と基底状態の間の逆デフォーカスを緩和するだけでなく,それらの間の時間的緩和を緩和する。 ハミルトン工学と構築した動的デカップリングシーケンスを組み合わせることで、量子ゲートの動的デカップリング保護を実現する。 提案手法は, 環境騒音を除去することにより, 3レベル型量子ゲートの忠実度を効果的に向上し, 3レベル型量子操作の精度を向上させるため, 新たな地平線を提供する可能性がある。

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