Przygotowanie wysokiej jakości kubitów fizycznych bez po selekcji

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Ben Barber, Neil I. Gillespie i JM Taylor

Riverlane, Cambridge, Wielka Brytania

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

Szybko poprawiająca się wierność bramek dla spójnych operacji oznacza, że błędy w przygotowaniu i pomiarze stanu (SPAM) mogą stać się dominującym źródłem błędów w odpornym na uszkodzenia działaniu komputerów kwantowych. Jest to szczególnie dotkliwe w systemach nadprzewodzących, w których kompromisy w zakresie wierności pomiaru i czasu życia kubitów mają ograniczoną ogólną wydajność. Na szczęście zasadniczo klasyczny charakter przygotowania i pomiaru umożliwia szeroką gamę technik poprawy jakości za pomocą kubitów pomocniczych w połączeniu z klasyczną kontrolą i późniejszą selekcją. W praktyce jednak postselekcja znacznie komplikuje planowanie procesów, takich jak ekstrakcja zespołu. Tutaj przedstawiamy rodzinę obwodów kwantowych, które przygotowują wysokiej jakości stany |0$rangle$ bez późniejszej selekcji, zamiast tego używają bramek CNOT i Toffoliego do nieliniowej permutacji podstawy obliczeniowej. Znajdujemy znaczące ulepszenia wydajności, gdy błędy wierności bramek dwukubitowych spadają poniżej 0.2%, a nawet lepszą wydajność, gdy dostępne są natywne bramki Toffoli.

Przygotowanie bez selekcji wysokiej jakości kubitów fizycznych PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

► Dane BibTeX

@artykuł{Barber2023postselectionfree, doi = {10.22331/q-2023-05-04-994}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-05-04-994}, tytuł = {Post- wolne od selekcji przygotowanie wysokiej jakości kubitów fizycznych}, autor = {Barber, Ben i Gillespie, Neil I. i Taylor, JM}, czasopismo = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, wydawca = {{ Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, tom = {7}, pages = {994}, miesiąc = maj, rok = {2023} }

► Referencje

[1] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando GSL Brandao, David A. Buell i in. Supremacja kwantowa przy użyciu programowalnego procesora nadprzewodzącego. Natura, 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 i Matthew T. Rakher. Szybkie i dokładne przygotowanie i pomiar stanu w kubitach spinowych z potrójną kropką kwantową. PRX Quantum, 3: 010352, marzec 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.010352. Adres 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 i Rutger Vrijen. Algorytmiczne chłodzenie i skalowalne komputery kwantowe NMR. 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 i Yossi Weinstein. Perspektywy i ograniczenia chłodzenia algorytmicznego. 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 i DR Leibrandt. $^{27}$Al$^{+}$ zegar logiki kwantowej z systematyczną niepewnością poniżej ${10}^{{-}18}$. fizyka Rev. Lett., 123: 033201, lipiec 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: skład obwodów kwantowych w języku czytelnym dla człowieka. 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] Johna D. Dixona i Briana Mortimera. Grupy permutacyjne. Springer, Nowy Jork, 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 i Robert J. Schoelkopf. Pomiar wysokiej wierności kubitów zakodowanych w wielopoziomowych obwodach nadprzewodzących. fizyka Wersja X, 10: 011001, styczeń 2020 r. 10.1103/PhysRevX.10.011001. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.011001

[9] Yuvala Eliasa, Tal Mora i Yossiego Weinsteina. Półoptymalne praktyczne chłodzenie algorytmiczne. fizyka Rev. A, 83: 042340, kwiecień 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 i Rainer Blatt. Charakteryzowanie komputerów kwantowych na dużą skalę za pomocą testów porównawczych cykli. 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 i Vwani Roychowdhury. Algorytmiczne chłodzenie spinów: praktyczna metoda zwiększania polaryzacji. International Journal of Quantum Information, 02 (04): 461–477, 2004. 10.1142/S0219749904000419. Adres URL https:///doi.org/10.1142/S0219749904000419.
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219749904000419

[12] Dawid Gajewski. Analiza grup generowanych przez Quantum Gates. Praca doktorska, Uniwersytet w Toledo, 2009.

[13] Michaela R. Gellera i Mingyu Sun. W kierunku skutecznej korekcji błędów pomiaru multikubitowego: metoda korelacji par. Quantum Science and Technology, 6 (2): 025009, lut 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 i Benjamin Nachman. Aktywne ograniczanie błędów odczytu. fizyka Rev. A, 105: 012419, styczeń 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 i DJ Wineland. Adaptacyjne wykrywanie kubitów o wysokiej wierności poprzez powtarzalne pomiary kwantowe bez rozbiórki. fizyka Rev. Lett., 99: 120502, wrzesień 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. Wznieść się ponad szum: wzmacniacze z ograniczeniami kwantowymi umożliwiają odczyt systemów kwantowych IBM. IBM Research Blog, styczeń 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 i MD Lukin. Powtarzalny odczyt pojedynczego spinu elektronicznego za pomocą logiki kwantowej z ancillae spinu jądrowego. Nauka, 326 (5950): 267–272, 2009. 10.1126/nauka.1176496. Adres URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1176496.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1176496

[18] Raymond Laflamme, Junan Lin i Tal Mor. Chłodzenie algorytmiczne do rozwiązywania błędów przygotowania stanu i błędów pomiarowych w obliczeniach kwantowych. Przegląd fizyczny 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, Dmitrij O. Moskalev, Anastasiya A. Pishchimova, Nikita S. Smirnov, Evgeniy V. Zikiy, Ilya A. Rodionov i Ilya S. Besedin . Dwukubitowe bramki o wysokiej wierności na fluksoniach przy użyciu przestrajalnego łącznika. 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 i R. McDermott. Pomiar o wysokiej wierności kubitu nadprzewodzącego przy użyciu wbudowanego mikrofalowego licznika fotonów. fizyka X, 11: 011027, lut 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. Kod źródłowy i dane za tym artykułem. Github, sierpień 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 i Umesh V. Vazirani. Silniki cieplne w skali molekularnej i skalowalne obliczenia kwantowe. W Proceedings of the Thirty-First Annual ACM Symposium on Theory of Computing, STOC '99, strony 322–329, Nowy Jork, NY, USA, 1999. Association for Computing Machinery. ISBN 1581130678. 10.1145/301250.301332. Adres 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 i William D. Oliver. Wykonanie wysokiej jakości bramek CZ i ZZ-free iSWAP z przestrajanym sprzęgaczem. fizyka X, 11: 021058, cze 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 i Yuuki Tokunaga. Łagodzenie błędów kwantowych jako uniwersalna technika redukcji błędów: aplikacje od NISQ do odpornych na błędy epok komputerów kwantowych. PRX Quantum, 3: 010345, marzec 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 i Jay M. Gambetta. Łagodzenie błędów w obwodach kwantowych o małej głębokości. fizyka Rev. Lett., 119: 180509, listopad 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 i Jungsang Kim. Bramki dwukubitowe o wysokiej wierności wykorzystujące system sterowania wiązką oparty na systemie mikroelektromechanicznym do indywidualnego adresowania kubitów. fizyka Rev. Lett., 125: 150505, paź 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 i in. Test porównawczy 11-kubitowego komputera kwantowego. 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 i Vladan Vuletić. Szybkie przygotowanie i wykrycie kubitu Rydberga za pomocą zespołów atomowych. fizyka Rev. Lett., 127: 050501, lipiec 2021 r. 10.1103/PhysRevLett.127.050501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.050501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.050501

Cytowany przez

[1] Adam Kinos i Klaus Mølmer, „Operacje optycznej bramki wielokubitowej na atomowym rejestrze kwantowym z blokadą wzbudzenia”, Badania fizyczne Review 5 1, 013205 (2023).

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2023-05-06 00:27:38). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

On Serwis cytowany przez Crossref nie znaleziono danych na temat cytowania prac (ostatnia próba 2023-05-06 00:27:36).

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
Kupuj i sprzedawaj akcje spółek PRE-IPO z PREIPO®. Dostęp tutaj.
Źródło: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-04-994/

Znak czasu: 4 maja 2023 r.

Znak czasu: Luty 2, 2023

Bezpostelekcyjne przygotowanie wysokiej jakości kubitów fizycznych

Opublikowane ponownie przez Plato

Abstrakcyjny

► Dane BibTeX

► Referencje

Cytowany przez

Więcej z Dziennik kwantowy

Ekstrakcja ergotropii: energia swobodna i zastosowanie w silnikach o cyklu otwartym

Niekompatybilność instrumentów kwantowych

Streszczenie: Analiza obwodów kwantowych poprzez abstrakcyjną symulację stabilizatora

Ciągłe zmienne splątanie przez siły centralne: zastosowanie do grawitacji między masami kwantowymi

Zhybrydyzowane metody symulacji kwantowej na obrazie interakcji

Procesy korekcji błędów topologicznych z całek po drodze stałoprzecinkowej

Bezpieczne, niezależne od urządzenia szyfrowanie z certyfikowanym usuwaniem

Twierdzenie o zachowaniu energii i o fluktuacji są niekompatybilne w przypadku pracy kwantowej

TensorCircuit: Quantum Software Framework dla ery NISQ

O nas

Wyszukiwanie pionowe i AI

Platforma

Pozostań w kontakcie

Konto