論文の概要: High-Fidelity Controlled-Phase Gate for Binomial Codes via Geometric Phase Engineering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.06354v1
- Date: Sun, 09 Nov 2025 12:27:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:44.900141
- Title: High-Fidelity Controlled-Phase Gate for Binomial Codes via Geometric Phase Engineering
- Title（参考訳）: 幾何学的位相工学による二項符号の高忠実制御相ゲート
- Authors: Yifang Xu, Yilong Zhou, Lida Sun, Hongwei Huang, Zi-Jie Chen, Lintao Xiao, Bo Zhang, Chuanlong Ma, Ziyue Hua, Weiting Wang, Guangming Xue, Haifeng Yu, Weizhou Cai, Chang-Ling Zou, Luyan Sun,
- Abstract要約: 本稿では,二項符号化論理量子ビットに対する制御相ゲートの実装のための幾何学的位相工学手法を提案する。
2つの二項符号間の制御Zゲートに対して97.4$pm$0.8%のプロセス忠実度を実験的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.293119327748448
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-fidelity two-logical-qubit gates are essential for realizing fault-tolerant quantum computation with bosonic codes, yet experimentally reported fidelities have rarely exceeded 90\%. Here, we propose a geometric phase engineering approach for implementing controlled-phase gates for binomially encoded logical qubits. This method leverages the structural simplicity of geometric drives to reduce the numerical optimization dimensionality while fully incorporating system nonlinearities, enabling fast and high-fidelity logical operations. As an example, we experimentally demonstrate a process fidelity of 97.4$\pm$0.8\% for a controlled-Z gate between two binomial codes, surpassing all previously reported two-logical-qubit gates in bosonic codes. This work demonstrates that geometric phase engineering provides an effective and experimentally feasible route to fast, high-fidelity logical operations in bosonic quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 高忠実度2量子ビットゲートはボソニック符号によるフォールトトレラント量子計算を実現するのに不可欠であるが、実験によって報告された忠実度は90%を超えることはめったにない。
本稿では,二項符号化論理量子ビットに対する制御相ゲートの実装のための幾何学的位相工学的手法を提案する。
この手法は、幾何学ドライブの構造的単純さを利用して、システムの非線形性を十分に取り入れつつ、数値最適化の次元性を低減し、高速かつ高忠実な論理演算を可能にする。
一例として、2つの二項符号間の制御Zゲートに対して97.4$\pm$0.8\%のプロセス忠実度を実験的に示す。
この研究は、幾何位相工学がボゾン量子プロセッサにおける高速で高忠実な論理演算への効果的かつ実験的に実現可能な経路を提供することを示した。
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