論文の概要: Optimal control with flag qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12162v1
• Date: Thu, 12 Mar 2026 16:59:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-13 14:46:26.236851
• Title: Optimal control with flag qubits
• Title（参考訳）: フラグ量子ビットによる最適制御
• Authors: Liang-Xu Xie, Lui Zuccherelli de Paula, Weizhou Cai, Qing-Xuan Jie, Luyan Sun, Chang-Ling Zou, Guang-Can Guo, Zi-Jie Chen, Xu-Bo Zou,
• Abstract要約: オープン量子システムでは、従来の最適制御はデコヒーレンスに受動的に抵抗するだけであり、環境によって引き起こされる不確実性をボトルネックとして残す。 本稿では,フラグアンシラとFrag-GRAPEアルゴリズムを用いた新しい最適制御フレームワークを提案する。 超伝導量子回路における数値シミュレーションは、従来の閉系パルスと比較して51%の非忠実さの低下を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.108963626066851
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity quantum operations are the cornerstone of fault-tolerant quantum computation. In open quantum systems, traditional optimal control only passively resists decoherence, leaving environment-induced uncertainty as a fundamental performance bottleneck. To overcome this, we propose a new optimal control framework with flag ancillas and the Flag-GRAPE algorithm, which can actively tailor the system's noise structure. Through embedding post-selection directly into the objective function, Flag-GRAPE correlates decoherence errors with the ancilla's unexpected state. Subsequent measurement and post-selection effectively expel this uncertainty, circumventing the fidelity bounds of traditional control. Numerical simulations in a superconducting quantum circuit demonstrate a $51\%$ reduction in infidelity compared to traditional closed-system pulses and also show that such enhancement is robust across broad noise regimes. Furthermore, by actively converting unstructured decoherence into heralded erasure errors, Flag-GRAPE is inherently compatible with quantum error correction. We demonstrate this by initializing a logical cat-code state, showing that the combination between Flag-GRAPE and QEC yields immediate state preparation enhancements. This new framework can reduce hardware overhead for fault-tolerant architectures and open up a practical path toward logical state preparation gain in near-term experiments.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度量子演算は、フォールトトレラント量子計算の基盤となる。 オープン量子システムでは、従来の最適制御はデコヒーレンスに受動的に抵抗するだけであり、環境によって引き起こされる不確実性は基本的な性能ボトルネックとして残される。 これを解決するために,フラグアンシラとFrag-GRAPEアルゴリズムを用いた新しい最適制御フレームワークを提案する。 Flag-GRAPEは、選択後の直接目的関数に埋め込み、デコヒーレンスエラーとアンシラの予期せぬ状態とを関連付ける。 その後の測定とポストセレクションは、この不確実性を効果的に排除し、従来の制御の忠実性の境界を回避した。 超伝導量子回路における数値シミュレーションは、従来の閉系パルスと比較して511\%の非忠実さの減少を示し、また、そのような拡張が広いノイズレシエーションにわたって堅牢であることを示す。 さらに、非構造的デコヒーレンスを隠蔽された消去誤差に積極的に変換することにより、Frag-GRAPEは本質的に量子エラー補正と互換性がある。 本研究では,Frag-GRAPEとQECの組み合わせが即時準備の強化をもたらすことを示す。 この新たなフレームワークは、フォールトトレラントアーキテクチャのハードウェアオーバーヘッドを低減し、短期的な実験において論理的状態の準備への実践的な道を開く。

関連論文リスト

• Continual Quantum Architecture Search with Tensor-Train Encoding: Theory and Applications to Signal Processing [68.35481158940401]
  CL-QASは連続的な量子アーキテクチャ検索フレームワークである。 振幅のエンコードと変分量子回路の忘れを犠牲にすることの課題を緩和する。 制御可能なロバスト性表現性、サンプル効率の一般化、およびバレンプラトーを使わずに滑らかな収束を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-10T02:36:03Z)
• Kernelized Decoded Quantum Interferometry [0.0]
  我々は、スペクトル工学を直接量子回路アーキテクチャに統合する統合フレームワーク、textbf Kernelized Decoded Quantum Interferometry (k-DQI)を紹介した。 我々はtextbfMonotonic Improvement Theorem を証明し、$_K$を最大化することで、局所的な分極雑音下での復号の成功率の向上が保証されることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-25T07:35:03Z)
• Universally Robust Control of Open Quantum Systems [0.6086160084025234]
  ノイズによって引き起こされるデコヒーレンスを緩和することは、オープン量子システムの制御における中心的な課題である。 本稿では,環境騒音の事前評価を行なわずに高忠実度動作を実現する,ノイズ非依存の量子制御のための普遍的なフレームワークを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-10T15:09:38Z)
• Realization of a Quantum Error Detection Code with a Dynamically Reassigned Ancillary Qubit [0.0]
  超伝導量子ビットはスケーラブルQECの最も有望な候補の一つである。 近接接続の制限は、幅広いエラー訂正コードを実装する上で大きな課題となる。 線形に連結された3つのトランペット量子ビットの連鎖上に動的に再割り当てされた補助量子ビットを用いた量子誤り検出方式を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-25T15:16:56Z)
• Universal Quantum Gate Set for Gottesman-Kitaev-Preskill Logical Qubits [0.0]
  GKP符号に対するユニバーサルゲートセットの実験実験について報告する。 これには、シングルキュービットゲートと、論理コードワード間の2キュービットのエンタングゲートが、初めて含まれている。 論理過程の忠実度が0.960、論理過程の忠実度が0.680である2量子エンタングルゲートを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-09T09:23:36Z)
• Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits [49.227671756557946]
  我々は、支配的なノイズを既知の場所での消去に効率よく変換することで、消去量子ビットの考え方を利用する。 消去量子ビットと最近導入されたFloquet符号に基づくQECスキームの提案と最適化を行う。 以上の結果から, 消去量子ビットに基づくQECスキームは, より複雑であるにもかかわらず, 標準手法よりも著しく優れていることが示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-21T17:40:18Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
  量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。 本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。 提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z)
• A Quantum Optimal Control Problem with State Constrained Preserving Coherence [68.8204255655161]
  非単体脱コヒーレンスチャネルを特徴とするマルコフ脱コヒーレンスを受ける3レベル$Lambda$型原子を考える。 我々は、デコヒーレンスレベルが予め定義された境界内にある状態制約で量子最適制御問題を定式化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-24T21:31:34Z)

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。