論文の概要: Measurement-Based Quantum Computation Using the Spin-1 XXZ Model with Uniaxial Anisotropy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.12000v2
• Date: Tue, 18 Nov 2025 07:35:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-19 13:59:16.699657
• Title: Measurement-Based Quantum Computation Using the Spin-1 XXZ Model with Uniaxial Anisotropy
• Title（参考訳）: 1軸異方性を持つSpin-1 XXZモデルを用いた測定に基づく量子計算
• Authors: Hiroki Ohta, Aaron Merlin Müller, Shunji Tsuchiya,
• Abstract要約: 一軸異方性を持つスピン-1 XXZ鎖の基底状態は、測定に基づく量子ベースの計算の資源状態として機能する。 基本回転ゲートと一般1量子ユニタリゲートの両方のゲート忠実度を評価した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We demonstrate that the ground state of a spin-1 XXZ chain with uniaxial anisotropies, single-ion anisotropy $D$ and Ising-like anisotropy $J$, within the Haldane phase can serve as a resource state for measurement-based quantum computation implementing single-qubit gates. The gate fidelity of both elementary rotation gates and general single-qubit unitary gates composed of rotations about the $x$-, $y$-, and $z$-axes is evaluated, and is found to exceed 0.99 when $D$ or $J$ is appropriately tuned. Furthermore, we derive an analytic expression for the rotation-gate fidelity under the assumption that the state lies within the $\mathbb Z_2\times\mathbb Z_2$-protected Haldane phase, showing that it is determined by the post-measurement spin-spin correlation function and the failure probability. The observed enhancement of gate fidelity in the spin-1 XXZ chain originates from the strengthening of antiferromagnetic (AFM) correlations near the AFM phase, which effectively suppresses failure states.
• Abstract（参考訳）: 一軸異方性, 単一イオン異方性$D$, アイシング様異方性$J$のスピン-1 XXZ鎖の基底状態が, 単一量子ビットゲートを実装した測定ベース量子計算の資源状態として機能することが実証された。 基本回転ゲートと一般1量子ユニタリゲートの両方のゲート忠実度は、$x$-,$y$-,$z$-axesの回転で評価され、$D$または$J$が適切に調整された場合、0.99を超えることが分かる。 さらに,その状態が$\mathbb Z_2\times\mathbb Z_2$- protecteded Haldane 相にあるという仮定の下で,回転ゲート忠実度の解析式を導出し,測定後のスピンスピン相関関数と故障確率によって決定されることを示す。 スピン-1 XXZ鎖におけるゲート密度の増大は、AFM相近傍での反強磁性(AFM)相関の強化に起因する。

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