論文の概要: $d$-pod realization of nonadiabatic holonomic quantum computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16216v2
• Date: Wed, 16 Sep 2026 09:46:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.423987
• Title: $d$-pod realization of nonadiabatic holonomic quantum computation
• Title（参考訳）: 非断熱型ホロノミック量子計算の$d$-pod実現
• Abstract要約: ホロノミック量子計算(HQC)は、非アベリア幾何学的な位相を通して量子ゲートを実現する。 我々はnonadiabatic HQCを$d$-pod設定に一般化し、単一の励起状態が$d$ Ground状態に結合される。 単一および2量子のホロノミックゲートのコンパクトな実現を示し、各ゲートは、少なくとも3つのパルスによって生成されるグラスマン環の少なくとも2つのループを必要とする。
• 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: Holonomic quantum computation (HQC) realizes quantum gates through non-Abelian geometric phases, providing an experimentally accessible approach to quantum control. While the nonadiabatic HQC framework has been extensively developed for three-level $Λ$ systems encoding qubits, its systematic extension to higher-dimensional qudits remains largely unexplored. In this work, we generalize nonadiabatic HQC to a $d$-pod configuration, where a single excited state is coupled to $d$ ground states, the latter forming the computational subspace. This scheme enables universal holonomic single- and two-qudit gates using only optical or microwave pulses on trapped atoms or ions, offering an efficient route to implement a discrete universal gate set with minimal pulse coordination. As an explicit example, we analyze in detail the qutrit ($d=3$) case, demonstrating compact realizations of single- and two-qutrit holonomic gates, each gate requiring at most two loops in the Grassmannian generated by at most three pulses.
• Abstract（参考訳）: ホロノミック量子計算(HQC)は、非アベリア幾何学的な位相を通して量子ゲートを実現し、量子制御に対する実験的にアクセス可能なアプローチを提供する。 ノアナディバティックHQCフレームワークは、キュービットを符号化する3レベル$$$システムのために広範囲に開発されてきたが、高次元キューディットへの体系的な拡張はいまだに探索されていない。 本研究では,非断熱的HQCを$d$-pod構成に一般化し,単一の励起状態が$d$ Ground状態に結合され,後者が計算部分空間を形成する。 このスキームは、閉じ込められた原子やイオンの光またはマイクロ波パルスのみを使用して、普遍ホロノミックな単一および2量子ゲートを可能にし、最小のパルス調整で離散的な普遍ゲートセットを実装する効率的な経路を提供する。 明示的な例として、四重項(d=3$)のケースを詳細に分析し、一重項と二重項のホロノミックゲートのコンパクトな実現を示す。

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