Persiapan Qubit Fisik Berkualitas Tinggi Bebas Pasca Seleksi

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Ben Barber, Neil I. Gillespie, dan JM Taylor

Riverlane, Cambridge, Inggris

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Fidelitas gerbang yang meningkat pesat untuk operasi yang koheren berarti bahwa kesalahan dalam persiapan dan pengukuran keadaan (SPAM) dapat menjadi sumber kesalahan yang dominan untuk operasi komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan. Hal ini terutama terjadi pada sistem superkonduktor, di mana trade-off dalam ketelitian pengukuran dan masa pakai qubit telah membatasi kinerja secara keseluruhan. Untungnya, sifat persiapan dan pengukuran yang pada dasarnya klasik memungkinkan beragam teknik untuk meningkatkan kualitas menggunakan qubit tambahan yang dikombinasikan dengan kontrol klasik dan pasca-seleksi. Namun dalam praktiknya, pascaseleksi sangat mempersulit penjadwalan proses seperti ekstraksi sindrom. Di sini kami menyajikan rangkaian sirkuit kuantum yang menyiapkan status |0$rangle$ berkualitas tinggi tanpa pasca-seleksi, sebagai gantinya menggunakan gerbang CNOT dan Toffoli untuk mengubah basis komputasi secara non-linier. Kami menemukan peningkatan kinerja yang berarti ketika kesalahan fidelitas gerbang dua qubit berada di bawah 0.2%, dan bahkan kinerja yang lebih baik ketika gerbang Toffoli asli tersedia.

Persiapan qubit fisik berkualitas tinggi yang bebas pasca seleksi, PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

► data BibTeX

@article{Barber2023postselectionfree, doi = {10.22331/q-2023-05-04-994}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-05-04-994}, title = {Posting- persiapan qubit fisik berkualitas tinggi tanpa seleksi}, penulis = {Barber, Ben dan Gillespie, Neil I. dan Taylor, JM}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, penerbit = {{ Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, halaman = {994}, bulan = Mei, tahun = {2023} }

► Referensi

[1] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando GSL Brandao, David A. Buell, dkk. Supremasi kuantum menggunakan prosesor superkonduktor yang dapat diprogram. Alam, 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, dan Matthew T. Rakher. Persiapan dan pengukuran keadaan dengan fidelitas tinggi dan cepat dalam qubit spin triple-quantum-dot. PRX Quantum, 3: 010352, Maret 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, dan Rutger Vrijen. Pendinginan algoritmik dan komputer kuantum NMR yang dapat diskalakan. Prosiding 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, dan Yossi Weinstein. Prospek dan keterbatasan pendinginan algoritmik. Jurnal Fisika Eropa 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, dan DR Leibrandt. $^{27}$Al$^{+}$ jam logika kuantum dengan ketidakpastian sistematis di bawah ${10}^{{-}18}$. Fis. Pendeta Lett., 123: 033201, Juli 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.033201. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.033201.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.033201

[6] Benyamin Desef. Yquant: Menyusun rangkaian kuantum dalam bahasa yang dapat dibaca manusia. 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 dan Brian Mortimer. Kelompok permutasi. 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, dan Robert J. Schoelkopf. Pengukuran qubit dengan ketelitian tinggi yang dikodekan dalam sirkuit superkonduktor bertingkat. Fis. Pendeta X, 10: 011001, Jan 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, dan Yossi Weinstein. Pendinginan algoritmik semioptimal yang dapat dipraktikkan. Fis. Rev.A, 83: 042340, April 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, dan Rainer Blatt. Mengkarakterisasi komputer kuantum skala besar melalui pembandingan siklus. Komunikasi Alam, 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, dan Vwani Roychowdhury. Pendinginan putaran secara algoritmik: Metode praktis untuk meningkatkan polarisasi. Jurnal Internasional Informasi Kuantum, 02 (04): 461–477, 2004. 10.1142/S0219749904000419. URL https:///doi.org/10.1142/S0219749904000419.
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219749904000419

[12] David Gajewski. Analisis Grup yang Dihasilkan oleh Quantum Gates. Tesis PhD, Universitas Toledo, 2009.

[13] Michael R. Geller dan Mingyu Sun. Menuju koreksi kesalahan pengukuran multiqubit yang efisien: metode korelasi berpasangan. Sains dan Teknologi Quantum, 6 (2): 025009, Februari 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, dan Benjamin Nachman. Mitigasi kesalahan pembacaan aktif. Fis. Rev.A, 105: 012419, Jan 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, dan DJ Wineland. Deteksi qubit adaptif dengan ketelitian tinggi melalui pengukuran nondemolisi kuantum berulang. Fis. Pendeta Lett., 99: 120502, Sep 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. Mengatasi kebisingan: Amplifier terbatas kuantum memberdayakan pembacaan sistem kuantum IBM. Blog Riset IBM, Januari 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, dan MD Lukin. Pembacaan berulang dari satu putaran elektronik melalui logika kuantum dengan tambahan putaran nuklir. Sains, 326 (5950): 267–272, 2009. 10.1126/science.1176496. URL https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1176496.
https:///doi.org/10.1126/science.1176496

[18] Raymond Laflamme, Junan Lin, dan Tal Mor. Pendinginan algoritmik untuk menyelesaikan persiapan keadaan dan kesalahan pengukuran dalam komputasi kuantum. Tinjauan Fisik A, 106 (1): 012439, 2022. 10.1103/PhysRevA.106.012439.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.012439

[19] Ilya N. Moskalenko, Ilya A. Simakov, Nikolay N. Abramov, Alexander A. Grigorev, Dmitry O. Moskalev, Anastasiya A. Pishchimova, Nikita S. Smirnov, Evgeniy V. Zikiy, Ilya A. Rodionov, dan Ilya S. Besedin . Gerbang dua qubit dengan ketelitian tinggi pada fluksonium menggunakan coupler merdu. npj Informasi Kuantum, 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, dan R. McDermott. Pengukuran ketelitian tinggi dari qubit superkonduktor menggunakan penghitung foton gelombang mikro on-chip. Fis. Pendeta X, 11: 011027, Februari 2021. 10.1103/PhysRevX.11.011027. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011027

[21] jalur sungai. Kode sumber dan data di balik makalah ini. Github, Agustus 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 dan Umesh V. Vazirani. Mesin panas skala molekul dan komputasi kuantum yang dapat diskalakan. Dalam Prosiding Simposium ACM Tahunan Ketiga Puluh Satu tentang Teori Komputasi, STOC '99, halaman 322–329, New York, NY, AS, 1999. Asosiasi Mesin Komputasi. ISBN 1581130678/10.1145. URL https:///doi.org/301250.301332/10.1145.
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, dan William D.Oliver. Realisasi gerbang iSWAP bebas CZ dan ZZ dengan ketelitian tinggi dengan coupler yang dapat disetel. Fis. Pendeta X, 11: 021058, Juni 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, dan Yuuki Tokunaga. Mitigasi kesalahan kuantum sebagai teknik pengurangan kesalahan universal: Aplikasi dari NISQ hingga era komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan. PRX Quantum, 3: 010345, Maret 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, dan Jay M. Gambetta. Mitigasi kesalahan untuk sirkuit kuantum kedalaman pendek. Fisika. Lett., 119: 180509, November 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, dan Jungsang Kim. Gerbang dua qubit dengan ketelitian tinggi menggunakan sistem beam steering berbasis sistem mikroelektromekanis untuk pengalamatan qubit individual. Fis. Pendeta Lett., 125: 150505, Okt 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, dkk. Membandingkan komputer kuantum 11-qubit. Komunikasi Alam, 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, dan Vladan Vuletić. Persiapan cepat dan deteksi qubit Rydberg menggunakan ansambel atom. Fis. Pendeta Lett., 127: 050501, Juli 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.050501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.050501

Dikutip oleh

[1] Adam Kinos dan Klaus Mølmer, “Operasi gerbang multiqubit optik pada register kuantum atom yang diblokade eksitasi”, Penelitian Tinjauan Fisik 5 1, 013205 (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-05-06 00:27:38). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2023-05-06 00:27:36).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
Sumber: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-04-994/

Stempel Waktu: 4 Mei 2023

Persiapan qubit fisik berkualitas tinggi tanpa seleksi

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Abstrak

► data BibTeX

► Referensi

Dikutip oleh

Lebih dari Jurnal Kuantum

Ekstraksi ergotropi: energi bebas terikat dan aplikasi untuk mesin siklus terbuka

Ketidakcocokan instrumen kuantum

Abstrak: Analisis Rangkaian Kuantum melalui Simulasi Penstabil Abstrak

Keterikatan Variabel Berkelanjutan melalui Gaya Sentral: Penerapan Gravitasi di antara Massa Kuantum

Metode Hibridisasi untuk Simulasi Kuantum dalam Gambar Interaksi

Proses koreksi kesalahan topologi dari integral jalur titik tetap

Enkripsi independen perangkat yang aman secara komposisi dengan penghapusan bersertifikat

Teorema kekekalan energi dan fluktuasi tidak sesuai untuk kerja kuantum

TensorCircuit: Kerangka Perangkat Lunak Kuantum untuk Era NISQ

Tentang Kami

Pencarian Vertikal & Ai

Platform

Tetap Berhubung

Akun