Kvaliteetsete füüsiliste kubitide ettevalmistamine valikuvabalt

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Ben Barber, Neil I. Gillespie ja JM Taylor

Riverlane, Cambridge, Ühendkuningriik

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Sidusate toimingute väravatäpsuse kiire paranemine tähendab, et vead oleku ettevalmistamisel ja mõõtmisel (SPAM) võivad saada domineerivaks veaallikaks kvantarvutite tõrketaluvusega töötamisel. See on eriti terav ülijuhtivate süsteemide puhul, kus mõõtmiste täpsuse ja kubiti eluea kompromissid on üldise jõudlusega piiratud. Õnneks võimaldab ettevalmistamise ja mõõtmise sisuliselt klassikaline olemus kasutada mitmesuguseid tehnikaid kvaliteedi parandamiseks, kasutades abikubiteid koos klassikalise juhtimise ja järelvalikuga. Praktikas aga raskendab järelvalik oluliselt selliste protsesside planeerimist nagu sündroomi ekstraheerimine. Siin tutvustame kvantahelate perekonda, mis valmistavad ette kvaliteetseid | 0 $ vahemiku $ olekuid ilma järelvalimiseta, kasutades arvutusaluse mittelineaarseks muutmiseks CNOT ja Toffoli väravaid. Leiame olulisi jõudluse täiustusi, kui kahe qubit värava täpsuse vead langevad alla 0.2% ja veelgi parema jõudluse, kui saadaval on Toffoli algväravad.

Kvaliteetsete füüsiliste kubittide valikuvaba ettevalmistamine PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikaalne otsing. Ai.

► BibTeX-i andmed

@artikkel{Barber2023postselectionfree, doi = {10.22331/q-2023-05-04-994}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-05-04-994}, pealkiri = {Post- kvaliteetsete füüsiliste kubitide valikuvaba ettevalmistamine}, autor = {Barber, Ben ja Gillespie, Neil I. ja Taylor, JM}, ajakiri = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, väljaandja = {{ Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, maht = {7}, lehekülge = {994}, kuu = mai, aasta = {2023} }

► Viited

[1] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando GSL Brandao, David A. Buell jt. Kvantülimus programmeeritava ülijuhtiva protsessori abil. Nature, 574 (7779): 505–510, 2019. 10.1038/s41586-019-1666-5.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5

[2] Jacob Z. Blumoff, Andrew S. Pan, Tyler E. Keating, Reed W. Andrews, David W. Barnes, Teresa L. Brecht, Edward T. Croke, Larken E. Euliss, Jacob A. Fast, Clayton AC Jackson, Aaron M. Jones, Joseph Kerckhoff, Robert K. Lanza, Kate Raach, Bryan J. Thomas, Roland Velunta, Aaron J. Weinstein, Thaddeus D. Ladd, Kevin Eng, Matthew G. Borselli, Andrew T. Hunter ja Matthew T. Rakher. Kiire ja ülitäpse oleku ettevalmistamine ja mõõtmine kolmekordse kvantpunktiga spin-kubitites. PRX Quantum, 3: 010352, märts 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.010352. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010352.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010352

[3] P. Oscar Boykin, Tal Mor, Vwani Roychowdhury, Farrokh Vatan ja Rutger Vrijen. Algoritmiline jahutus ja skaleeritavad NMR-kvantarvutid. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99 (6): 3388–3393, 2002. 10.1073/pnas.241641898.
https:///doi.org/10.1073/pnas.241641898

[4] Gilles Brassard, Yuval Elias, Tal Mor ja Yossi Weinstein. Algoritmilise jahutuse väljavaated ja piirangud. The European Physical Journal Plus, 129 (11): 1–16, 2014. 10.1140/epjp/i2014-14258-0.
https:///doi.org/10.1140/epjp/i2014-14258-0

[5] SM Brewer, J.-S. Chen, AM Hankin, ER Clements, CW Chou, DJ Wineland, DB Hume ja DR Leibrandt. $^{27}$Al$^{+}$ kvantloogikakell süstemaatilise määramatusega alla ${10}^{{-}18}$. Phys. Rev. Lett., 123: 033201, juuli 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.033201. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.033201.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.033201

[6] Benjamin Desef. Yquant: Kvantahelate trükkimine inimesele loetavas keeles. 2020. 10.48550/ARXIV.2007.12931. URL https:///arxiv.org/abs/2007.12931. arXiv:2007.12931.
https:///doi.org/10.48550/ARXIV.2007.12931
arXiv: 2007.12931

[7] John D. Dixon ja Brian Mortimer. Permutatsioonirühmad. Springer, New York, NY, 1996. 10.1007/978-1-4612-0731-3.
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0731-3

[8] Salvatore S. Elder, Christopher S. Wang, Philip Reinhold, Connor T. Hann, Kevin S. Chou, Brian J. Lester, Serge Rosenblum, Luigi Frunzio, Liang Jiang ja Robert J. Schoelkopf. Mitmetasandilistes ülijuhtivates ahelates kodeeritud kubitide ülitäpsus mõõtmine. Phys. Rev. X, 10: 011001, jaanuar 2020. 10.1103/PhysRevX.10.011001. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011001.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011001

[9] Yuval Elias, Tal Mor ja Yossi Weinstein. Pooloptimaalne teostatav algoritmiline jahutus. Phys. Rev. A, 83: 042340, aprill 2011. 10.1103/PhysRevA.83.042340. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.83.042340.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.83.042340

[10] Alexander Erhard, Joel J. Wallman, Lukas Postler, Michael Meth, Roman Stricker, Esteban A. Martinez, Philipp Schindler, Thomas Monz, Joseph Emerson ja Rainer Blatt. Suuremahuliste kvantarvutite iseloomustamine tsükli võrdlusuuringu abil. Nature Communications, 10 (1): 1–7, 2019. 10.1038/s41467-019-13068-7.
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13068-7

[11] José M. Fernandez, Seth Lloyd, Tal Mor ja Vwani Roychowdhury. Spinnide algoritmiline jahutamine: praktiline meetod polarisatsiooni suurendamiseks. International Journal of Quantum Information, 02 (04): 461–477, 2004. 10.1142/S0219749904000419. URL https:///doi.org/10.1142/S0219749904000419.
https:///doi.org/10.1142/S0219749904000419

[12] David Gajewski. Kvantvärava poolt loodud rühmade analüüs. Doktoritöö, Toledo Ülikool, 2009.

[13] Michael R. Geller ja Mingyu Sun. Multiqubit mõõtmisvigade tõhusa parandamise suunas: paaride korrelatsiooni meetod. Quantum Science and Technology, 6 (2): 025009, veebruar 2021. 10.1088/2058-9565/abd5c9. URL https:///doi.org/10.1088/2058-9565/abd5c9.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/abd5c9

[14] Rebecca Hicks, Bryce Kobrin, Christian W. Bauer ja Benjamin Nachman. Aktiivne näidu-vea leevendamine. Phys. Rev. A, 105: 012419, jaanuar 2022. 10.1103/PhysRevA.105.012419. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.012419.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.012419

[15] DB Hume, T. Rosenband ja DJ Wineland. Kõrge täpsusega adaptiivne kubiidi tuvastamine korduvate kvantmõõtmiste abil. Phys. Rev. Lett., 99: 120502, september 2007. 10.1103/PhysRevLett.99.120502. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.120502.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.120502

[16] IBM. Mürast kõrgemale tõusmine: kvantpiiranguga võimendid võimaldavad IBMi kvantsüsteemide lugemist. IBM Research Blog, jaanuar 2020. URL https:///www.ibm.com/blogs/research/2020/01/quantum-limited-amplifiers/. https:///www.ibm.com/blogs/research/2020/01/quantum-limited-amplifiers/.
https:///www.ibm.com/blogs/research/2020/01/quantum-limited-amplifiers/

[17] L. Jiang, JS Hodges, JR Maze, P. Maurer, JM Taylor, DG Cory, PR Hemmer, RL Walsworth, A. Yacoby, AS Zibrov ja MD Lukin. Ühe elektroonilise spinni korduv lugemine kvantloogika kaudu koos tuuma spinni abiseadmetega. Science, 326 (5950): 267–272, 2009. 10.1126/teadus.1176496. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1176496.
https:///doi.org/10.1126/science.1176496

[18] Raymond Laflamme, Junan Lin ja Tal Mor. Algoritmiline jahutus oleku ettevalmistamise ja mõõtmisvigade lahendamiseks kvantarvutuses. Physical Review A, 106 (1): 012439, 2022. 10.1103/PhysRevA.106.012439.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.106.012439

[19] Ilja N. Moskalenko, Ilja A. Simakov, Nikolai N. Abramov, Aleksandr A. Grigorev, Dmitri O. Moskalev, Anastasia A. Pištšimova, Nikita S. Smirnov, Jevgeni V. Zikiy, Ilja A. Rodionov ja Ilja S. Besedin . Kõrge täpsusega kahekubitilised väravad fluxooniumidel, kasutades häälestatavat sidurit. npj Quantum Information, 8 (1): 130, 2022. 10.1038/s41534-022-00644-x.
https:///doi.org/10.1038/s41534-022-00644-x

[20] A. Opremcak, CH Liu, C. Wilen, K. Okubo, BG Christensen, D. Sank, TC White, A. Vainsencher, M. Giustina, A. Megrant, B. Burkett, BLT Plourde ja R. McDermott. Ülijuhtiva kubiti ülitäpsus mõõtmine kiibil oleva mikrolaine footonite loenduri abil. Phys. Rev. X, 11: 011027, veebruar 2021. 10.1103/PhysRevX.11.011027. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011027.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011027

[21] Riverlane. Selle dokumendi lähtekood ja andmed. Github, august 2022. URL https:///github.com/riverlane/purification-without-post-selection. https:///github.com/riverlane/purification-without-post-selection.
https:///github.com/riverlane/purification-without-post-selection

[22] Leonard J. Schulman ja Umesh V. Vazirani. Molekulaarsed soojusmasinad ja skaleeritav kvantarvutus. Väljaandes Proceedings of the Thirty-First Annual ACM Symposium on Theory of Computing, STOC '99, lk 322–329, New York, NY, USA, 1999. Arvutusmasinate ühendus. ISBN 1581130678. 10.1145/301250.301332. URL https:///doi.org/10.1145/301250.301332.
https:///doi.org/10.1145/301250.301332

[23] Youngkyu Sung, Leon Ding, Jochen Braumüller, Antti Vepsäläinen, Bharath Kannan, Morten Kjaergaard, Ami Greene, Gabriel O. Samach, Chris McNally, David Kim, Alexander Melville, Bethany M. Niedzielski, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Terry P. Orlando, Simon Gustavsson ja William D. Oliver. Kõrgtäpsusega CZ- ja ZZ-vabade iSWAP-väravate loomine koos häälestatava siduriga. Phys. Rev. X, 11: 021058, juuni 2021. 10.1103/PhysRevX.11.021058. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.021058.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.021058

[24] Yasunari Suzuki, Suguru Endo, Keisuke Fujii ja Yuuki Tokunaga. Kvantvigade leevendamine kui universaalne vigade vähendamise tehnika: rakendused NISQ-st kuni tõrketaluvusega kvantarvutite ajastuteni. PRX Quantum, 3: 010345, märts 2022. 10.1103 / PRXQuantum.3.010345. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010345.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010345

[25] Kristan Temme, Sergey Bravyi ja Jay M. Gambetta. Lühikese sügavusega kvantahelate vigade leevendamine. Phys. Rev. Lett., 119: 180509, nov 2017. 10.1103/PhysRevLett.119.180509. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.180509.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.180509

[26] Ye Wang, Stephen Crain, Chao Fang, Bichen Zhang, Shilin Huang, Qiyao Liang, Pak Hong Leung, Kenneth R. Brown ja Jungsang Kim. Kõrge täpsusega kahe kubitiga väravad, mis kasutavad mikroelektromehaanilisel süsteemil põhinevat valgusvihu juhtimissüsteemi individuaalseks kubiti adresseerimiseks. Phys. Rev. Lett., 125: 150505, oktoober 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.150505. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.150505.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.150505

[27] Kenneth Wright, Kristin M. Beck, Sea Debnath, JM Amini, Y. Nam, N. Grzesiak, J.-S. Chen, NC. Pisenti, M. Chmielewski, C. Collins jt. 11-kubitise kvantarvuti võrdlusuuringud. Nature Communications, 10 (1): 1–6, 2019. 10.1038/s41467-019-13534-2.
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13534-2

[28] Wenchao Xu, Aditya V. Venkatramani, Sergio H. Cantú, Tamara Šumarac, Valentin Klüsener, Mihhail D. Lukin ja Vladan Vuletić. Rydbergi kubiidi kiire ettevalmistamine ja tuvastamine aatomikoostiste abil. Phys. Rev. Lett., 127: 050501, juuli 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.050501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501

Viidatud

[1] Adam Kinos ja Klaus Mølmer, "Optilised multikbiidilised väravaoperatsioonid ergastusega blokeeritud aatomikvantregistris", Physical Review Research 5 1, 013205 (2023).

Ülaltoodud tsitaadid on pärit SAO/NASA KUULUTUSED (viimati edukalt värskendatud 2023-05-06 00:27:38). Loend võib olla puudulik, kuna mitte kõik väljaandjad ei esita sobivaid ja täielikke viiteandmeid.

On Crossrefi viidatud teenus teoste viitamise andmeid ei leitud (viimane katse 2023-05-06 00:27:36).

See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.

SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
Allikas: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-04-994/

Ajatempel: Võib 4 2023

Kvaliteetsete füüsiliste kubittide valikuvaba ettevalmistamine

Taasavaldanud Platon

Abstraktne

► BibTeX-i andmed

► Viited

Viidatud

Veel alates Quantum Journal

Ergotroopia eraldamine: vaba energia sidumine ja rakendamine avatud tsükliga mootoritele

Kvantinstrumentide kokkusobimatus

Abstraqt: kvantahelate analüüs abstraktse stabilisaatori simulatsiooni abil

Pidev muutuv takerdumine keskjõudude kaudu: rakendamine gravitatsioonile kvantmasside vahel

Hübridiseeritud meetodid kvantsimulatsiooniks interaktsioonipildis

Topoloogiliste vigade parandamise protsessid fikseeritud punkti teeintegraalidest

Koostatavalt turvaline seadmest sõltumatu krüptimine koos sertifitseeritud kustutamisega

Energiasäästu ja fluktuatsiooniteoreem ei ühildu kvanttööga

TensorCircuit: NISQ ajastu kvanttarkvara raamistik

Meist

Vertikaalne otsing ja Ai

Platvorm

Püsi ühenduses

konto