Post-selection-free Preparation Of High-quality Physical Qubits

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Ben Barber, Neil I. Gillespie és J. M. Taylor

Riverlane, Cambridge, Egyesült Királyság

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

A koherens műveletek gyorsan javuló kapuhűsége azt jelenti, hogy az állapot-előkészítés és -mérés (SPAM) hibái domináns hibaforrássá válhatnak a kvantumszámítógépek hibatűrő működésében. Ez különösen akut szupravezető rendszerekben, ahol a mérési hűség és a qubit élettartam közötti kompromisszumok korlátozott általános teljesítményt jelentenek. Szerencsére az előkészítés és mérés alapvetően klasszikus jellege sokféle technikát tesz lehetővé a minőség javítására kiegészítő qubitek használatával, klasszikus vezérléssel és utószelekcióval kombinálva. A gyakorlatban azonban az utószelekció nagymértékben megnehezíti az olyan folyamatok ütemezését, mint például a szindróma kivonása. Itt olyan kvantumáramkörök családját mutatjuk be, amelyek jó minőségű |0$rangle$ állapotokat készítenek utólagos kiválasztás nélkül, ehelyett CNOT és Toffoli kapukat használnak a számítási alap nemlineáris permutálására. Jelentős teljesítménynövekedést találunk, ha a két qubites kapuhűség hibája 0.2% alá csökken, és még jobb teljesítményt, ha natív Toffoli kapuk állnak rendelkezésre.

Post-selection-free preparation of high-quality physical qubits PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

► BibTeX adatok

@article{Barber2023postselectionfree, doi = {10.22331/q-2023-05-04-994}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-05-04-994}, title = {Post-selection-free preparation of high-quality physical qubits}, author = {Barber, Ben and Gillespie, Neil I. and Taylor, J. M.}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, publisher = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, pages = {994}, month = may, year = {2023}<br /> }

► Referenciák

[1] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando G. S. L. Brandao, David A. Buell és mások. Kvantumfölény programozható szupravezető processzor segítségével. 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 A. C. 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 és Matthew T. Rakher. Gyors és nagy pontosságú állapot-előkészítés és mérés hármas kvantumpontos spin-qubitben. PRX Quantum, 3: 010352, 2022. március. 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 és Rutger Vrijen. Algoritmikus hűtés és skálázható NMR kvantumszámítógépek. 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 és Yossi Weinstein. Az algoritmikus hűtés lehetőségei és korlátai. 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] S. M. Brewer, J.-S. Chen, A. M. Hankin, E. R. Clements, C. W. Chou, D. J. Wineland, D. B. Hume és D. R. Leibrandt. $^{27}$Al$^{+}$ kvantumlogikai óra ${10}^{{-}18}$ alatti szisztematikus bizonytalansággal. Phys. Rev. Lett., 123: 033201, 2019. július. 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: Kvantumáramkörök szedése ember által olvasható nyelven. 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 és Brian Mortimer. Permutációs csoportok. 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 és Robert J. Schoelkopf. Többszintű szupravezető áramkörökben kódolt qubitek nagy pontosságú mérése. Phys. X. rev., 10: 011001, 2020. január. 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 és Yossi Weinstein. Félig optimális, megvalósítható algoritmikus hűtés. Phys. Rev. A, 83: 042340, 2011. ápr. 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 és Rainer Blatt. Nagyméretű kvantumszámítógépek jellemzése ciklus-benchmarking segítségével. 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 és Vwani Roychowdhury. A spinek algoritmikus hűtése: Praktikus módszer a polarizáció növelésére. 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. A Quantum Gates által generált csoportok elemzése. PhD értekezés, Toledói Egyetem, 2009.

[13] Michael R. Geller és Mingyu Sun. A multiqubit mérési hibák hatékony korrekciója felé: párkorrelációs módszer. Quantum Science and Technology, 6 (2): 025009, 2021. február. 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 és Benjamin Nachman. Aktív kiolvasási-hibacsökkentés. Phys. Rev. A, 105: 012419, 2022. január. 10.1103/PhysRevA.105.012419. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.012419.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.012419

[15] D. B. Hume, T. Rosenband és D. J. Wineland. Nagy pontosságú adaptív qubit detektálás ismétlődő kvantum-bontási mérésekkel. Phys. Rev. Lett., 99: 120502, 2007. szept. 10.1103/PhysRevLett.99.120502. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.120502.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.120502

[16] IBM. A zaj fölé emelkedve: A kvantumkorlátozott erősítők lehetővé teszik az IBM kvantumrendszerek kiolvasását. IBM Research Blog, 2020. január. 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, J. S. Hodges, J. R. Maze, P. Maurer, J. M. Taylor, D. G. Cory, P. R. Hemmer, R. L. Walsworth, A. Yacoby, A. S. Zibrov és M. D. Lukin. Egyetlen elektronikus spin ismétlődő kiolvasása kvantumlogikán keresztül nukleáris spin segédelemekkel. Science, 326 (5950): 267–272, 2009. 10.1126/tudomány.1176496. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1176496.
https:///doi.org/10.1126/science.1176496

[18] Raymond Laflamme, Junan Lin és Tal Mor. Algoritmikus hűtés állapot-előkészítési és mérési hibák feloldására kvantumszámításban. Physical Review A, 106 (1): 012439, 2022. 10.1103/PhysRevA.106.012439.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.106.012439

[19] Ilja N. Moszkalenko, Ilja A. Szimakov, Nyikolaj N. Abramov, Alekszandr A. Grigorev, Dmitrij O. Moszkalev, Anasztaszija A. Piscsimova, Nyikita S. Szmirnov, Jevgenyij V. Zikij, Ilja A. Rodionov és Ilja S. Besedin . Nagy pontosságú kétkubites kapuk fluxóniumokon hangolható csatolóval. 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, C. H. Liu, C. Wilen, K. Okubo, B. G. Christensen, D. Sank, T. C. White, A. Vainsencher, M. Giustina, A. Megrant, B. Burkett, B. L. T. Plourde és R. McDermott. Szupravezető qubit nagy pontosságú mérése chipen lévő mikrohullámú fotonszámláló segítségével. Phys. X. rev., 11: 011027, 2021. február. 10.1103/PhysRevX.11.011027. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011027.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011027

[21] Riverlane. Forráskód és adatok a jelen dokumentum mögött. Github, 2022. augusztus. 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 and Umesh V. Vazirani. Molecular scale heat engines and scalable quantum computation. In Proceedings of the Thirty-First Annual ACM Symposium on Theory of Computing, STOC ’99, page 322–329, New York, NY, USA, 1999. Association for Computing Machinery. 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 és William D. Oliver. High-fidelity CZ és ZZ mentes iSWAP kapuk megvalósítása hangolható csatolóval. Phys. X. rev., 11: 021058, 2021. június. 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 és Yuuki Tokunaga. A kvantumhiba-csökkentés mint univerzális hibacsökkentési technika: Alkalmazások a NISQ-tól a hibatűrő kvantumszámítási korszakokig. PRX Quantum, 3: 010345, 2022. március. 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 és Jay M. Gambetta. Hibacsökkentés rövid mélységű kvantumáramköröknél. Phys. Rev. Lett., 119: 180509, 2017. nov. 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 és Jungsang Kim. Nagy pontosságú, két qubites kapuk mikroelektromechanikai rendszer alapú sugárkormányzási rendszerrel az egyedi qubit címzéshez. Phys. Rev. Lett., 125: 150505, 2020. október. 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, J. M. Amini, Y. Nam, N. Grzesiak, J.-S. Chen, N. C. Pisenti, M. Chmielewski, C. Collins és mtsai. Egy 11 qubites kvantumszámítógép teljesítményértékelése. 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, Mikhail D. Lukin és Vladan Vuletić. Rydberg qubit gyors előkészítése és detektálása atomi együttesek segítségével. Phys. Rev. Lett., 127: 050501, 2021. július. 10.1103/PhysRevLett.127.050501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501

Idézi

[1] Adam Kinos and Klaus Mølmer, “Optical multiqubit gate operations on an excitation-blockaded atomic quantum register”, Physical Review Research 5 1, 013205 (2023).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-05-06 00:27:38). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-05-06 00:27:36).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
Részvények vásárlása és eladása PRE-IPO társaságokban a PREIPO® segítségével. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-04-994/

Időbélyeg: May 4, 2023

Még több Quantum Journal

A kvantumállapotok koncentrációs határai és a QAOA korlátozásai polinomiális közelítésekből

Quantum Journal

Forrás csomópont: 1971548

Időbélyeg: May 6, 2024

TensorCircuit: Quantum Software Framework a NISQ-korszakhoz

Forrás klaszter:

Quantum Journal

Forrás csomópont: 1798842

Időbélyeg: 2. február 2023.

Kiváló minőségű fizikai qubitek utóválogatás nélküli elkészítése

Újra kiadta Platón

Absztrakt

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Ergotrópia kinyerése: szabad energia kötés és alkalmazás nyílt ciklusú motorokhoz

A kvantumműszerek összeférhetetlensége

Abstraqt: Kvantumáramkörök elemzése absztrakt stabilizátor szimulációval

Folyamatos-változó összefonódás központi erőn keresztül: alkalmazása a gravitációra kvantumtömegek között

Hibridizált módszerek kvantumszimulációhoz az interakciós képen

Topológiai hibajavító folyamatok fixpont útintegrálokból

Összeállíthatóan biztonságos eszközfüggetlen titkosítás tanúsított törléssel

Az energiamegmaradás és a fluktuációs tétel nem kompatibilis a kvantummunkával

TensorCircuit: Quantum Software Framework a NISQ-korszakhoz

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók