Fehlermatrizen in der Quantenprozess-Tomographie

Wir diskutieren die Charakterisierung experimenteller Quanten-Gatter durch die Fehlermatrix, die der Standardprozessmatrix χ in der Pauli-Basis ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass die gewünschte unitäre Operation herausgefactort wird, indem sie formal entweder vor oder nach dem Fehlerprozess platziert wird. Die Fehlermatrix hat nur ein großes Element, das der Prozess-Fidelität entspricht, während die anderen Elemente klein sind und Unvollkommenheiten anzeigen. Die Imaginärteile der Elemente entlang der linken Spalte und/oder der oberen Zeile zeigen direkt die unitäre Unvollkommenheit an und können verwendet werden, um die benötigte Korrektur zu finden. Wir erörtern eine relativ einfache Methode zur Berechnung der Fehlermatrix für eine Komposition von Quanten-Gattern. In ähnlicher Weise ist es recht einfach, den ersten Beitrag zur Fehlermatrix aufgrund der Lindblad-Form-Dekohärenz zu finden. Wir diskutieren auch einen Weg, um die Fehler der Tomographieprozedur aufgrund unvollkommener Zustandsvorbereitung und -messung zu identifizieren und abzuziehen. In den Anhängen betrachten wir mehrere einfache Beispiele der Prozess-Tomographie und diskutieren auch eine intuitive physikalische Interpretation der Lindblad-Form-Dekohärenz.