論文の概要: Three-qubit entangling gates with simultaneous exchange controls in spin qubit systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13558v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 17:16:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.774197
• Title: Three-qubit entangling gates with simultaneous exchange controls in spin qubit systems
• Title（参考訳）: スピン量子ビット系における同時交換制御をもつ3量子エンタングルゲート
• Authors: Miguel G. Rodriguez, Yun-Pil Shim,
• Abstract要約: ペアワイズ交換結合は長い間、半導体系におけるスピン量子ビットの絡み合う標準的な機構であった。 複数のスピン量子ビット間の交換結合を同時に駆動するマルチキュービットエンタングリングゲート演算を提案する。
• 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: Pairwise exchange couplings have long been the standard mechanism for entangling spin qubits in semiconductor systems. However, implementing quantum circuits based on pairwise exchange gates often requires a lengthy sequence of elementary gate operations. In this work, we present an alternative approach: multi-qubit entangling gate operations that simultaneously drive the exchange couplings between multiple pairs of spin qubits. We explore three spin qubit systems in linear or triangular configurations. We derive analytical expressions for these multi-exchange entangling operations and demonstrate how to use the resulting three-qubit gates to construct quantum circuits capable of generating standard entangled states such as GHZ and W states, and the Toffoli gate, by optimizing control parameters. Our results show that this multi-qubit strategy significantly reduces the number of required operations, offering a pathway to more efficient, shallower, and more coherent circuits for spin-qubit processors.
• Abstract（参考訳）: ペアワイズ交換結合は長い間、半導体系におけるスピン量子ビットの絡み合う標準的な機構であった。 しかし、ペア交換ゲートに基づく量子回路の実装は、しばしば基本的なゲート操作の長いシーケンスを必要とする。 本研究では,複数のスピン量子ビット間の交換結合を同時に駆動するマルチキュービットエンタングリングゲート演算を提案する。 線形あるいは三角形な構成で3つのスピン量子ビット系を探索する。 これらの多交換エンタングリング演算の解析式を導出し、制御パラメータを最適化することにより、GHZやW状態などの標準エンタングリング状態を生成する量子回路を構築する方法を示す。 その結果、このマルチキュービット戦略は、スピンキュービットプロセッサのためのより効率的で、より浅く、よりコヒーレントな回路を提供するために、必要な演算数を著しく削減することを示した。

関連論文リスト

• Accelerating Transpilation in Quantum Machine Learning with Haiqu's Rivet-transpiler [45.88028371034407]
  我々は、以前にトランスパイルされた回路を再利用してトランスパイラを高速化するリベットトランスパイラを開発した。 量子層学習において,600%のトランスパイル時間の改善を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-29T06:00:29Z)
• Performance Characterization of a Multi-Module Quantum Processor with Static Inter-Chip Couplers [63.42120407991982]
  フリップチップボンディングのような3次元統合技術は、大規模超伝導量子プロセッサを実現するための鍵となる前提条件である。 1つのキャリアチップと4つのキュービットモジュールからなるマルチチップモジュールの設計を提案する。 2つのキュービットを測定し,平均3レベル状態割当誤差を200 nsで9倍10～3ドルとした。 ランダム化ベンチマークから抽出した7×10〜3$の誤差で100 nsの制御Z2量子ゲートを実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-16T18:32:44Z)
• Fast quantum gates for exchange-only qubits using simultaneous exchange pulses [0.0]
  本稿では,同時交換パルスを用いた単一量子ゲートの実装を高速化する。 2量子ゲートにおける3つのスピンのサブシーケンスはより少ないステップで実装可能であることを示す。 我々は、SiGe量子ドットデバイスにおいて、$X$回転の同時交換実装を実験的に実証し、特徴付ける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-09T17:45:17Z)
• Multi-qubit DC gates over an inhomogeneous array of quantum dots [0.0]
  直流進化により量子ドットの配列上に実装可能なマルチキュービットゲート群について検討する。 強いスピン軌道結合効果を持つドットアレイに対して、計算ハミルトニアンの有用な表現を提案する。 このようなマルチキュービットゲートの例や、量子誤り訂正や量子アルゴリズムへの応用についても検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-11T16:49:56Z)
• Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on superconducting qutrits [36.30869856057226]
  任意のqubitおよびqutritゲートを高忠実度で実現でき、ゲート列の長さを大幅に削減できることを示す。 最適制御ゲートは少なくとも3時間ドリフトでき、同じ校正パラメータを全ての実装ゲートに利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-07T22:15:43Z)
• Demonstration of tunable three-body interactions between superconducting qubits [38.98439939494304]
  本稿では、結合モジュールが2局所および3局所相互作用を媒介する超伝導回路アーキテクチャを提案する。 3つの局所相互作用は、カプラフラックスバイアスを介して複数のMHz上でコヒーレントに調整可能であり、オフにすることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-09T20:23:43Z)
• Realization of high-fidelity CZ and ZZ-free iSWAP gates with a tunable coupler [40.456646238780195]
  スケールでの2量子ゲートは、量子計算とシミュレーションの完全な約束を実現するための鍵となる要件である。 本稿では,分散近似を超越して,カプラの工学的レベル構造を利用し,その制御を最適化する体系的アプローチを提案する。 我々は、それぞれ99.76 pm 0.07$% と99.87 pm 0.23$% の2量子相互作用係数を持つ CZ と $Z$-free iSWAP ゲートを実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:09:43Z)
• Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
  変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。 本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。 この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。