論文の概要: Recent Advances on Nonadiabatic Geometric Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07119v1
• Date: Mon, 10 Nov 2025 14:09:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.288941
• Title: Recent Advances on Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
• Title（参考訳）: 非断熱型幾何量子計算の最近の進歩
• Authors: Zheng-Yuan Xue, Cheng-Yun Ding,
• Abstract要約: 幾何相は量子物理学の基本概念であり、幾何学構造と量子力学の進化の間の深い関係を明らかにする。 本稿では、普遍的な量子ゲート構成、すなわち幾何量子計算(GQC)の文脈における幾何学的位相のレビューを提供する。 まず, 既存の解析的GQCアプローチをすべて包含できる統一的理論フレームワークについて検討し, 解析的幾何学的ゲートの設計原理を体系的に検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The geometric phase stands as a foundational concept in quantum physics, revealing deep connections between geometric structures and quantum dynamical evolution. Unlike dynamical phases, geometric phases exhibit intrinsic resilience to certain types of perturbation, making them particularly valuable for quantum information processing, where maintaining coherent quantum operations is essential. This article provides a review of geometric phases in the context of universal quantum gate construction, i.e., the geometric quantum computation (GQC), with special attention to recent progress in nonadiabatic implementations that enhance gate fidelity and/or operational robustness. We first review a unified theoretical framework that can encompass all existing nonadiabatic GQC approaches, then systematically examine the design principles of nonadiabatic geometric gates with a particular focus on how optimal control techniques can be leveraged to improve the accuracy and noise resistance. In addition, we conducted detailed numerical comparisons of various nonadiabatic GQC protocols, offering a quantitative assessment of their respective performance characteristics and practical limitations. Through this focused investigation, our aim is to provide researchers with both fundamental insights and practical guidance for advancing geometric approaches in quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 幾何相は量子物理学の基本概念であり、幾何学構造と量子力学の進化の間の深い関係を明らかにする。 動的位相とは異なり、幾何相はある種の摂動に対して固有のレジリエンスを示すため、コヒーレントな量子演算の維持が不可欠である量子情報処理には特に有用である。 本稿では、量子ゲート構成における幾何学的位相、すなわち幾何量子計算(GQC)の文脈について、特に、ゲートの忠実性および/または操作的堅牢性を高める非断熱的実装の最近の進歩に注目する。 まず, 従来の非断熱的GQCアプローチを網羅する統一的理論枠組みを概説し, そして, 最適制御手法をいかに活用して精度と耐雑音性を向上させるかに着目して, 非断熱的幾何ゲートの設計原理を体系的に検討する。 さらに, 各種非線形GQCプロトコルの詳細な数値比較を行い, それぞれの性能特性と実用的限界を定量的に評価した。 本研究の目的は、量子コンピューティングにおける幾何学的アプローチを進化させるための基本的な洞察と実践的なガイダンスを研究者に提供することである。

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