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Accès ouvert déclaré 2025 article

Dynamical quantum maps for single-qubit gates under universal non-Markovian noise

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : es, at. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Noise is both ubiquitous and generally deleterious in settings where precision is required. This is especially true in the quantum technology sector where system utility typically decays rapidly under its influence. Understanding the noise in quantum devices is thus a prerequisite for efficient strategies to mitigate or even eliminate its harmful effects. However, this requires resources that are often prohibitive, such that the typically used noise models rely on simplifications that sometimes depart from experimental reality. Here we derive a compact microscopic error model for single-qubit gates that only requires a single experimental input—the noise power spectral density. Our model goes beyond standard depolarizing or Pauli-twirled noise models, explicitly including non-Clifford and non-Markovian contributions to the dynamical error map. We gauge our predictions for experimentally relevant metrics against established characterization techniques run on a trapped-ion quantum computer. In particular, we find that experimental estimates of average gate errors measured through randomized benchmarking and reconstructed via quantum process tomography are tightly lower-bounded by our analytical estimates, while the depolarizing model overestimates the gate error. Our noise modeling including non-Markovian contributions can be readily applied to established frameworks such as dynamical decoupling and dynamically corrected gates, or to provide more realistic thresholds for quantum error correction.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Dynamical quantum maps for single-qubit gates under universal non-Markovian noise
Date Crossref
03/01/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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