論文の概要: A gauge-invariant theory of small Markovian errors in quantum gate sets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.14891v1
- Date: Fri, 14 Aug 2026 21:00:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.121263
- Title: A gauge-invariant theory of small Markovian errors in quantum gate sets
- Title(参考訳): 量子ゲート集合における小さなマルコフ誤差のゲージ不変理論
- Abstract要約: ゲート集合はゲージ自由度を持ち、異なるように見える多くのゲート集合は同じ実験結果を予測する。
ゲート集合のよいゲージ不変パラメータ化は知られていない。
ゲート集合における小さなマルコフ誤差の摂動ゲージ不変パラメータ化を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.0262304700896199
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Noisy logic operations on a quantum computational register -- e.g., one or more qubits -- can be described by transfer matrices (a.k.a. CPTP maps or superoperators) that act linearly on the density matrix representing the register's quantum state. Collectively, these operations form a gate set. Gate sets have a gauge freedom; many gate sets that appear different actually predict the same experimental outcomes. A property of a gate set can be observable (and thus physically relevant) only if it is gauge-invariant. Unfortunately, no good gauge-invariant parameterizations of gate sets are known. We introduce the next best thing, a perturbative gauge-invariant parameterization of small Markovian errors in gate sets. We construct vector spaces of properties that are first-order gauge-invariant (FOGI). We show how to construct and understand FOGI properties, how to use them as coordinates to parameterize gate sets without gauge freedom, and how to extract approximately gauge-invariant error metrics.
- Abstract(参考訳): 量子レジスタ上のノイズ論理演算(例えば1つ以上の量子ビット)は、レジスタの量子状態を表す密度行列に線形に作用する転送行列(CPTPマップまたはスーパー演算子)によって記述することができる。
集合的にこれらの操作はゲートセットを形成する。
ゲート集合はゲージ自由度を持ち、異なるように見える多くのゲート集合は同じ実験結果を予測する。
ゲート集合の性質はゲージ不変である場合に限り観測可能である(したがって物理的に関係がある)。
残念ながら、ゲート集合のよいゲージ不変パラメータ化は知られていない。
次に、ゲート集合における小さなマルコフ誤差の摂動ゲージ不変パラメータ化を導入する。
我々は一階ゲージ不変量(FOGI)を持つ性質のベクトル空間を構築する。
本稿では、FOGI特性の構築と理解方法、ゲージ自由度を使わずにゲート集合をパラメータ化するための座標法、およびゲージ不変誤差のおよそのメトリクスを抽出する方法を示す。
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