論文の概要: Quantum Fanout Gates in Constant Depth via Resonance Engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.11073v1
• Date: Mon, 11 May 2026 18:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.337946
• Title: Quantum Fanout Gates in Constant Depth via Resonance Engineering
• Title（参考訳）: 共鳴工学による一定の深さの量子ファンアウトゲート
• Authors: Johannes Alexander Jaeger, Elias Zapusek, Florentin Reiter,
• Abstract要約: 共振工学を用いた n-qubit ファンアウトゲートの実装について述べる。 我々のゲートはより高速な安定化を実現し、多くの量子アルゴリズムでスピードアップを提供する。
• 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: We present a novel implementation of an n-qubit fanout gate using resonance engineering. Our proposed mechanism uses Jaynes-Cummings interactions between multiple qubits and a common harmonic oscillator to realize a fanout gate at the system-level. Our theoretical analysis establishes upper bounds on the gate error, demonstrating linear infidelity scaling in constant time -- a favorable trade-off compared to a conventional CNOT decomposition. To validate the performance of our scheme at large system sizes, we exploit permutation symmetry to reduce the simulation complexity from exponential to polynomial in the number of qubits, enabling simulation up to 100 qubits. The results of this numerical analysis are consistent with our theoretical findings and allow us to characterize the performance well. Our gate will enable faster stabilizer readouts and could provide polynomial speedups in many quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 共振工学を用いた n-qubit ファンアウトゲートの実装について述べる。 提案機構は,複数の量子ビットと共振器間のJaynes-Cummings相互作用を用いて,システムレベルでのファンアウトゲートを実現する。 我々の理論解析はゲート誤差の上限を確立し、従来のCNOT分解と比較して線形不忠実なスケーリングを一定時間で示す。 大規模なシステムサイズでの本手法の性能を検証するため,最大100量子ビットまでのシミュレーションを可能にするために,置換対称性を利用して指数関数から多項式へのシミュレーション複雑性を低減した。 この数値解析の結果は理論的な結果と一致しており、性能をよく評価することができる。 我々のゲートはより高速な安定化器の読み出しを可能にし、多くの量子アルゴリズムで多項式の高速化を提供する。

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