運用準確率アプローチによる Si 量子ドット システムのエンタングルメント リソースの探索

ソースノード: 1719787

リュ・ジョンヒ & フンリュウ

国立スーパーコンピューティング部門、韓国科学技術情報院、大田 34141、大韓民国

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抽象

電荷ノイズに敏感な現実的な XNUMX キュービット信号の量子もつれを特徴付けます。 私たちの作業例は、シリコン二重量子ドット (DQD) プラットフォームから生成された時間応答です。ここでは、単一量子ビットの回転と XNUMX 量子ビットの制御された NOT 操作が時間内に順次実行され、任意のエンタングル状態が生成されます。 XNUMX キュービット状態のエンタングルメントを特徴付けるために、特定の状態がエンタングルされている場合に確率関数の負の値を許可する限界操作準確率 (OQ) アプローチを採用します。 半導体デバイスに遍在する電荷ノイズは、DQD プラットフォームに実装された論理演算に深刻な影響を与え、ユニタリ演算の忠実度を大幅に低下させ、結果として XNUMX キュービット状態を引き起こしますが、OQ 駆動エンタングルメント強度のパターンは判明しています。これは、物理システムが量子ドット間の交換相互作用におけるノイズ駆動の変動にさらされているにもかかわらず、量子エンタングルメントのリソースが大幅に壊れていないことを示しています。

現実的なサイズのシリコン (Si) 二重量子ドット (DQD) プラットフォームで生成される 70 つの量子ビット (キュービット) 状態のエンタングルメントを特徴付けます。 単一のキュービット回転とそれに続く制御された X 操作の実行によって生成される任意の 20 キュービット状態の場合、限界操作準確率 (OQ) 関数を使用してエンタングルメント リソースを直接定量化します。 ここでは、直接測定可能な演算子のみで構築できる限界 OQ 関数が、量子もつれの確実な指標として機能できることを示します。これは、特定の状態が電荷ノイズで過度に汚染されている場合でも、量子もつれの強度を妥当な精度で特徴付けるためです。完全な状態の断層撮影プロセスを含むよく知られているネガティブ法と比較して、計算コストが低くなります。 また、Si DQD システムの XNUMX キュービット状態が、半導体デバイスに遍在する電荷ノイズによってどのように影響を受けるかについても調査します。 ノイズによって忠実度が大幅に低下することがわかりますが、もつれリソースへの影響ははるかに弱いことが判明したため、状態の忠実度が低下する非常にノイズの多い状態でも、リソースの XNUMX% 以上を最大限に絡み合った Bell 状態のために保持できます。約XNUMX%に。

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