論文の概要: Engineered Robustness for Nonadiabatic Geometric Quantum Gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04225v1
- Date: Thu, 06 Nov 2025 09:54:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.381623
- Title: Engineered Robustness for Nonadiabatic Geometric Quantum Gates
- Title（参考訳）: 非断熱型幾何学量子ゲートの工学的ロバスト性
- Authors: Xuan Zhang, XIao-le Li, Jingjing Niu, Tongxing Yan, Yuanzhen Chen,
- Abstract要約: 非断熱幾何学的量子ゲート(NGQG)のための合理化フレームワークを提案する。
このフレームワーク内では、非循環経路を用いてNGQGを設計し、設計の柔軟性を向上する。
本結果は,2ビットシナリオにおける性能を損なう微妙な制限を識別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.88863227820264
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: While geometric quantum gates are often theorized to possess intrinsic resilience to control errors by exploiting the global properties of evolution paths, this promise has not consistently translated into practical robustness. We present a streamlined framework for nonadiabatic geometric quantum gates (NGQGs) that incorporates additional auxiliary constraints to suppress dynamical contamination and achieve super-robust performance. Within this framework, we also design NGQGs using noncyclic paths, offering enhanced design flexibility. Implemented on superconducting transmon qubits, our scheme realizes high-fidelity single-qubit gates that are robust against Rabi amplitude error $\epsilon$, with infidelity scaling as $\mathcal{O}(\epsilon^4)$, in contrast to the $\mathcal{O}(\epsilon^2)$ behavior of conventional dynamical gates. We further analyze two-qubit NGQGs under parametric driving. Our results identify subtle limitations that compromise performance in two-qubit scenarios, underscoring the importance of phase compensation and waveform calibration. The demonstrated simplicity and generality of our super-robust NGQG scheme make it applicable across diverse quantum platforms.
- Abstract（参考訳）: 幾何学的量子ゲートはしばしば、進化経路のグローバルな性質を利用してエラーを制御するために固有のレジリエンスを持つように理論化されているが、この約束は一貫して実用的堅牢性に変換されていない。
本稿では, 動的汚染を抑制し, 超ローバスト性能を達成するために, 追加の補助的制約を組み込んだ非断熱的幾何量子ゲート(NGQG)の合理化フレームワークを提案する。
このフレームワーク内では、非循環経路を用いてNGQGを設計し、設計の柔軟性を向上する。
超伝導トランスモン量子ビットに実装し、従来の動的ゲートの振る舞いと対照的に、ラビ振幅誤差$\epsilon$の非忠実なスケーリングを$\mathcal{O}(\epsilon^4)$とする高忠実な単一量子ビットゲートを実現する。
さらに,パラメトリック駆動下での2量子NGQGの解析を行った。
本研究は,位相補償と波形キャリブレーションの重要性を強調し,2ビットシナリオの性能を損なう微妙な制限を明らかにした。
超ロバストなNGQGスキームの単純さと汎用性により、多種多様な量子プラットフォームに応用できる。
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