論文の概要: Universal fast flux control of a coherent, low-frequency qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.10653v1
- Date: Tue, 25 Feb 2020 03:42:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-02 00:12:34.777659
- Title: Universal fast flux control of a coherent, low-frequency qubit
- Title（参考訳）: コヒーレント低周波量子ビットの普遍的高速フラックス制御
- Authors: Helin Zhang, Srivatsan Chakram, Tanay Roy, Nathan Earnest, Yao Lu,
Ziwen Huang, Daniel Weiss, Jens Koch, David I. Schuster
- Abstract要約: リセット、高速コヒーレント制御、読み出しのための新しいプロトコルが提示される。
平均ゲート忠実度が99.8%の20-60$nsのシングルキュービットゲートを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5608309213668585
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The \textit{heavy-fluxonium} circuit is a promising building block for
superconducting quantum processors due to its long relaxation and dephasing
time at the half-flux frustration point. However, the suppressed charge matrix
elements and low transition frequency have made it challenging to perform fast
single-qubit gates using standard protocols. We report on new protocols for
reset, fast coherent control, and readout, that allow high-quality operation of
the qubit with a 14 MHz transition frequency, an order of magnitude lower in
energy than the ambient thermal energy scale. We utilize higher levels of the
fluxonium to initialize the qubit with $97$\% fidelity, corresponding to
cooling it to $190~\mathrm{\mu K}$. We realize high-fidelity control using a
universal set of single-cycle flux gates, which are comprised of directly
synthesizable fast pulses, while plasmon-assisted readout is used for
measurements. On a qubit with $T_1, T_{2e}\sim$~300~$\mathrm{\mu s}$, we
realize single-qubit gates in $20-60$~ns with an average gate fidelity of
$99.8\%$ as characterized by randomized benchmarking.
- Abstract（参考訳）: textit{heavy-fluxonium}回路は超伝導量子プロセッサにとって、長い緩和と半流束フラストレーション点での遅延時間のために有望な構成要素である。
しかし、電荷行列素子の抑制と遷移周波数の低さにより、標準プロトコルを用いた高速シングルキュービットゲートの実行が困難になっている。
我々は,14mhzのトランジッション周波数を持つ量子ビットの高画質動作を可能にする,リセット,高速コヒーレント制御,読み出しのための新しいプロトコルについて報告する。
我々は高濃度のフラックスニウムを用いて、90〜\mathrm{\mu k}$ の冷却に対応する9.7$\%の忠実度で量子ビットを初期化する。
本研究では, 直接合成可能な高速パルスからなる単一サイクルフラックスゲートの集合を用いた高忠実度制御を実現し, プラズモンによる読み出しを計測に用いた。
t_1, t_{2e}\sim$~300~$\mathrm{\mu s}$のキュービットでは、平均ゲート忠実度99.8\%$の20〜60$~nのシングルキュービットゲートがランダム化ベンチマークで特徴付けられる。
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