論文の概要: Realizing a Universal Quantum Gate Set via Double-Braiding of SU(2)k Anyon Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15324v1
- Date: Tue, 17 Feb 2026 03:11:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-18 16:03:17.965486
- Title: Realizing a Universal Quantum Gate Set via Double-Braiding of SU(2)k Anyon Models
- Title（参考訳）: SU(2)kアニーオンモデルの二重分岐による普遍量子ゲートセットの実現
- Authors: Jiangwei Long, Zihui Liu, Yizhi Li, Jianxin Zhong, Lijun Meng,
- Abstract要約: 任意のSU(2)kモデル内での2重畳み込みによる普遍ゲートセットの実装について検討する。
2ビットエンタングゲートでは、遺伝的アルゴリズム(GA)は、局所同値類[CNOT]を近似する30個のブレイディング演算のブレイドワードを生成する。
我々の数値計算は、SU(2)kの任意のモデルにおける二重層が普遍的な量子計算が可能であるという強い証拠を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.648391361564701
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We systematically investigate the implementation of a universal gate set via double-braiding within SU(2)k anyon models. The explicit form of the double elementary braiding matrices (DEBMs) in these models are derived from the F-matrices and R-symbols obtained via the q-deformed representation theory of SU(2). Using these EBMs, standard single-qubit gates are synthesized up to a global phase by a Genetic Algorithm-enhanced Solovay-Kitaev Algorithm (GA-enhanced SKA), achieving the accuracy required for fault-tolerant quantum computation with only 2-level decomposition. For two-qubit entangling gates, Genetic Algorithm (GA) yields braidwords of 30 braiding operations that approximate the local equivalence class [CNOT]. Theoretically, we demonstrate that performing double-braiding in a three-anyon (six-anyon) encoding of single-qubit (two-qubit) is topologically equivalent to a protocol requiring the physical manipulation of only one (three) anyons to execute arbitrary braids. Our numerical results provide strong evidence that double-braiding in SU(2)k anyons models is capable of universal quantum computation. Moreover, the proposed protocol offers a potential new strategy for significantly reducing the number of non-Abelian anyons that need to be physically manipulated in future braiding-based topological quantum computations (TQC).
- Abstract（参考訳）: 我々はSU(2)kエニオンモデル内でのダブルブレイディングによるユニバーサルゲートセットの実装を体系的に検討する。
これらのモデルにおける2重素ブレイディング行列(DEBM)の明示的な形式は、SU(2)のq-変形表現理論によって得られるF-行列とR-シンボルから導かれる。
これらのEMMを用いて、標準の単一量子ゲートは遺伝的アルゴリズムによるソロワ・キタエフアルゴリズム(GA-enhanced SKA)によって大域的な位相まで合成され、2段階の分解だけでフォールトトレラント量子計算に必要な精度を達成する。
2ビットのエンタングゲートでは、遺伝的アルゴリズム(GA)は、局所同値類[CNOT]を近似する30のブレイディング演算のブレイドワードを生成する。
理論的には、1量子ビット (2量子ビット) の3つのアニオン (6-アニオン) 符号化でダブルブレイディングを行うことは、任意のブレイドを実行するために1つ (3) のオンオンだけを物理的に操作する必要があるプロトコルとトポロジ的に等価であることを示す。
我々の数値計算は、SU(2)kの任意のモデルにおける二重層が普遍的な量子計算が可能であるという強い証拠を提供する。
さらに、提案プロトコルは、将来のブレイディングベースのトポロジカル量子計算(TQC)で物理的に操作する必要がある非アベリア電子の数を著しく削減する潜在的な新しい戦略を提供する。
関連論文リスト
- Topological quantum compilation for non-semisimple Ising anyons via monte carlo simulations [4.355688294943852]
本稿では、位相量子計算のための普遍的な量子ゲートセットの体系的な数値構成を提案する。
標準1量子ゲートの高忠実度近似を実現する。
この研究は、非半単純イジングエノンを用いた普遍量子計算への新たな経路を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-17T10:01:19Z) - The construction of a universal quantum gate set for the SU(2)k (k=5,6,7) anyon models via GA-enhanced SK algorithm [0.0]
我々は、SU(2)kエノンモデルを用いて、位相量子計算のための普遍量子ゲートセットを構築する。
遺伝的アルゴリズムを用いたSolovay-Kitaevアルゴリズム(GA-enhanced SKA)による1量子ゲートの合成
我々は、SU(2)5, SU(2)6, SU(2)7 構成の9つの EBM を用いて、局所同値類(SWAP)の正確な実装を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-05-03T10:15:16Z) - Predicting symmetries of quantum dynamics with optimal samples [41.42817348756889]
量子力学における対称性の同定は、量子技術に深く影響する重要な課題である。
グループ表現理論とサブグループ仮説テストを組み合わせた統合フレームワークを導入し,これらの対称性を最適効率で予測する。
我々は,並列戦略が適応プロトコルや不定値順序プロトコルと同じ性能を達成することを証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-03T15:57:50Z) - Topological quantum compilation of metaplectic anyons based on the genetic optimized algorithms [0.0]
我々は、textitF-matrices, textitR-symbols, and fusion rules of metaplectic anyonを用いて、合計6つのエノンモデルを得る。
1ビットの場合、古典的 textitH- と textitT-gate は遺伝的アルゴリズムを改良した Solovay-Kitaev アルゴリズムを用いてうまく構築できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-03T10:18:16Z) - Cloning Games, Black Holes and Cryptography [50.022147589030304]
クローンゲーム解析のための新しいツールキットを提案する。
このフレームワークにより、バイナリフェーズ状態に基づいて新しいクローンゲームを分析することができる。
連成位相の変分最適境界は、ブラックホールの理想化されたモデルで衝突する情報について定量的な洞察を与えることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-07T14:09:32Z) - Neutron-nucleus dynamics simulations for quantum computers [49.369935809497214]
一般ポテンシャルを持つ中性子核シミュレーションのための新しい量子アルゴリズムを開発した。
耐雑音性トレーニング法により、ノイズの存在下でも許容される境界状態エネルギーを提供する。
距離群可換性(DGC)と呼ばれる新しい可換性スキームを導入し、その性能をよく知られたqubit-commutativityスキームと比較する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-22T16:33:48Z) - Systematic Computation of Braid Generator Matrix in Topological Quantum Computing [0.0]
トポロジカル量子計算(TQC)における素編み演算の数値計算のための総合的体系的手法を提案する。
提案手法は、まず、スパース符号化の特殊な場合において、qudit当たりの任意の数のエノンを含むことができるという課題に対処する。
この手法は広範なトポロジカル量子回路シミュレータにおいて重要な役割を担い、複雑な量子回路の試験と研究を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-04T19:33:17Z) - General quantum algorithms for Hamiltonian simulation with applications
to a non-Abelian lattice gauge theory [44.99833362998488]
複数の量子数の相関変化からなる相互作用のクラスを効率的にシミュレートできる量子アルゴリズムを導入する。
格子ゲージ理論は、1+1次元のSU(2)ゲージ理論であり、1つのスタッガードフェルミオンに結合する。
これらのアルゴリズムは、アベリアおよび非アベリアゲージ理論と同様に高次元理論にも適用可能であることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-28T18:56:25Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
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。