論文の概要: Gate Optimization via Efficient Two-Qubit Benchmarking for NV Centers in Diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.08581v1
• Date: Mon, 09 Mar 2026 16:35:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:16.49567
• Title: Gate Optimization via Efficient Two-Qubit Benchmarking for NV Centers in Diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中のNV中心の効率的な2量子ベンチマークによるゲート最適化
• Abstract要約: 本稿では,2つの量子状態の調製と測定により,2量子ゲートの性能を評価するための効率的な手法を提案する。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心へのアプローチを調整し、数値シミュレーションにより、2量子ゲートを最適化する方法を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.18016233072556
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity gate implementation requires sophisticated control pulses that steer the quantum system to undergo the desired transformation. Quantum Optimal Control allows to derive these control pulses in an open-loop fashion based on numerical simulations. However, their precision can be limited by incomplete knowledge of the system. Closed-loop optimization overcomes this limitation by incorporating feedback from measurements, provided a suitable and efficient measure of the gate performance can be defined. In this article, we present an efficient method to evaluate the performance of a two-qubit gate by preparation and measurement of only two quantum states, enabling experimental closed-loop optimization with a metric previously believed to be limited to open-loop control. We tailor the approach to nitrogen-vacancy centers in diamond and, through numerical simulations, demonstrate how the method can optimize a two-qubit gate while reducing the number of required measurements by two orders of magnitude compared to standard process tomography under realistic experimental settings.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度ゲートの実装には、所望の変換を行うために量子システムを操る洗練された制御パルスが必要である。 量子最適制御は、数値シミュレーションに基づいてこれらの制御パルスをオープンループ方式で導出することができる。 しかし、それらの精度はシステムの不完全な知識によって制限される。 閉ループ最適化はこの制限を計測からのフィードバックを取り入れることで克服し、ゲート性能の最適かつ効率的な測定値を定義することができる。 本稿では,2キュービットゲートの性能を2つの量子状態の調製と測定により評価し,従来オープンループ制御に限られていたメトリックを用いた実験的なクローズループ最適化を実現する。 本研究では, ダイヤモンド中の窒素空孔中心へのアプローチを調整し, 数値シミュレーションにより, 現実的な実験環境下での標準的なプロセストモグラフィと比較して, 必要な測定回数を2桁に減らしながら, 2量子ゲートを最適化する方法を実証する。

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