Quantum information processing for quantum simulations - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Quantum information processing for quantum simulations

Traitement quantique de l’information pour les simulations quantiques

Résumé

This thesis tackles two challenges: the realization of fast and high-fidelity logic gates between superconducting qubits, and the design of ansätze for variational quantum algorithms. In Part 1, we introduce a device that enables the realization of parametric entangling gates between two qubits while suppressing the ZZ interaction between the qubits. We have developed a model describing the device, and developed a method based on Floquet theory for extracting gate times much faster than standard numerical methods. We study the parameter space and describe the experiment carried out by our Princeton collaborators.In Part 2, we develop an ansatz which we use for solving the Fermi Hubbard Model (FHM). This new ansatz uses the advantages of two pre-existing ansätze, which allows us to find the ground state of the FHM with a much higher accuracy than standard ansätze, even when the initial state is far from the solution. Moreover, the number of parameters and the number of CNOT entanglement gates are cut by half.
Cette thèse s’attaque à deux défis : la réalisation de portes logiques rapides et à haute fidélité entre des qubits supraconducteurs, et la conception d’ansätze pour les algorithmes quantiques variationnels. Dans la 1ère partie, nous introduisons un dispositif, qui permet de réaliser des portes d’intrication paramétriques entre deux qubits tout en supprimant l’interaction ZZ entre les qubits. Nous avons développé un modèle décrivant le dispositif, ainsi qu’une méthode basée sur la théorie de Floquet permettant d’extraire le temps d’une porte logique plus rapidement que les méthodes numériques standard. Nous étudions l’espace des paramètres et décrivons l’expérience réalisée par nos collaborateurs de Princeton.Dans la 2nd partie, nous avons développé un ansatz permettant de résoudre le modèle de Fermi Hubbard (FHM). Ce nouvel ansatz utilise les avantages de deux ansätze préexistants, et permet d’obtenir l’état fondamental du FHM avec une précision bien supérieure aux ansätze standards, ce même lorsque l’état initial est loin de la solution. De plus, le nombre de paramètres et le nombre de portes d’intrication CNOT sont divisés par deux.
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LE_CALONNEC_Camille_2023_ED222.pdf (26.5 Mo) Télécharger le fichier
Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04617434 , version 1 (19-06-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04617434 , version 1

Citer

Camille Le Calonnec. Quantum information processing for quantum simulations. Theoretical and/or physical chemistry. Université de Strasbourg; Université de Sherbrooke (Québec, Canada), 2023. English. ⟨NNT : 2023STRAF077⟩. ⟨tel-04617434⟩
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