Nachauswahlfreie Vorbereitung hochwertiger physikalischer Qubits

Neuauflage von Plato

Verfolger: 0

Ben Barber, Neil I. Gillespie und JM Taylor

Riverlane, Cambridge, Großbritannien

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Abstrakt

Die rasche Verbesserung der Gattertreue für kohärente Operationen bedeutet, dass Fehler bei der Zustandsvorbereitung und -messung (SPAM) zu einer dominanten Fehlerquelle für den fehlertoleranten Betrieb von Quantencomputern werden können. Dies ist besonders akut bei supraleitenden Systemen, wo Kompromisse bei der Messgenauigkeit und der Qubit-Lebensdauer die Gesamtleistung einschränken. Glücklicherweise ermöglicht die im Wesentlichen klassische Natur der Vorbereitung und Messung eine Vielzahl von Techniken zur Qualitätsverbesserung mithilfe von Hilfs-Qubits in Kombination mit klassischer Steuerung und Nachauswahl. In der Praxis erschwert die Nachauswahl jedoch die Planung von Prozessen wie der Syndromextraktion erheblich. Hier stellen wir eine Familie von Quantenschaltkreisen vor, die hochwertige |0$rangle$-Zustände ohne Nachauswahl vorbereiten und stattdessen CNOT- und Toffoli-Gatter verwenden, um die Berechnungsbasis nichtlinear zu permutieren. Wir stellen bedeutende Leistungsverbesserungen fest, wenn die Genauigkeitsfehler von Zwei-Qubit-Gattern unter 0.2 % sinken, und eine sogar bessere Leistung, wenn native Toffoli-Gatter verfügbar sind.

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► BibTeX-Daten

@article{Barber2023postselectionfree, doi = {10.22331/q-2023-05-04-994}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-05-04-994}, Titel = {Post- auswahlfreie Herstellung hochwertiger physikalischer Qubits}, Autor = {Barber, Ben und Gillespie, Neil I. und Taylor, JM}, Zeitschrift = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, Herausgeber = {{ Verein zur Förderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, Band = {7}, Seiten = {994}, Monat = Mai, Jahr = {2023} }

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Zitiert von

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Quelle: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-04-994/

Zeitstempel: 4. Mai 2023

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