論文の概要: Optimal detuning and gate time for strongly driven single-qubit gates beyond the rotating-wave approximation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.40595v1
- Date: Thu, 29 Oct 2026 17:49:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-02 06:29:19.547258
- Title: Optimal detuning and gate time for strongly driven single-qubit gates beyond the rotating-wave approximation
- Title（参考訳）: 回転波近似を超えた強駆動単一量子ゲートの最適デチューニングとゲート時間
- Abstract要約: 回転波近似(RWA)以外のゲートの不完全性について理論的に検討する。
また、Bloch-Siegert型の振幅依存性のシフトによって駆動周波数を調整し、動作時間を再スケーリングすることにより、RWAゲート条件を補正パラメータで復元する。
シュロディンガー方程式の数値解は、これらの補正が門の非忠実度を数桁下げることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.99844472131922
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single-qubit quantum gates are implemented as the time-controlled unitary evolution of a two-level system under harmonic driving. The rotating-wave approximation (RWA) provides closed-form gate parameters for weak coupling. Larger amplitudes, desirable to speed up the dynamics, make the RWA-designed gates inaccurate because of the neglected counter-rotating term, which also shifts the resonance (Bloch-Siegert shift). Here we study theoretically the infidelity of gates beyond the RWA, using the effective Magnus-Taylor Hamiltonian through second order in the inverse of the driving frequency. By detuning the driving frequency by an amplitude-dependent shift of Bloch-Siegert type and rescaling the operation time, the RWA gate conditions are recovered with corrected parameters. Numerical solutions of the Schrodinger equation show that these corrections lower the gate infidelity by several orders of magnitude, extending the range of usable amplitudes
- Abstract（参考訳）: 単一量子ゲートは、ハーモニック駆動下での2レベルシステムの時間制御ユニタリ進化として実装される。
回転波近似(RWA)は、弱い結合のために閉形式ゲートパラメータを提供する。
力学を高速化するのに望ましい大きな振幅は、RWAの設計したゲートが無視された反回転項のために不正確なものにし、共鳴もシフトさせる(Bloch-Siegert shift)。
ここでは、実効的なマグナス・テイラー・ハミルトニアン(Magnus-Taylor Hamiltonian)を用いて、駆動周波数の逆数におけるゲートの不完全性について理論的に研究する。
また、Bloch-Siegert型の振幅依存性のシフトによって駆動周波数を調整し、動作時間を再スケーリングすることにより、RWAゲート条件を補正パラメータで復元する。
シュロディンガー方程式の数値解は、これらの補正がゲートの不忠実度を数桁程度下げ、使用可能な振幅の範囲を広げることを示している。
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