論文の概要: Leakage reduction in fast superconducting qubit gates via optimal control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.05952v1
• Date: Thu, 12 Mar 2020 18:00:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-29 08:17:34.559397
• Title: Leakage reduction in fast superconducting qubit gates via optimal control
• Title（参考訳）: 最適制御による高速超伝導量子ゲートの漏れ低減
• Authors: Max Werninghaus and Daniel J. Egger and Federico Roy and Shai Machnes and Frank K. Wilhelm and Stefan Filipp
• Abstract要約: 超伝導トランスモン量子ビットの短いゲートは、計算部分空間外の状態に漏れる。 我々は,クリフォードゲートから構築したコスト関数の測定に基づいて,全ての制御パラメータを適応する閉ループ最適化を実装した。 これは、同じシステム上でこのような短時間で校正した最高のDRAGパルスの漏れ率を7倍に削減したものです。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6116681488656472
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Reaching high speed, high fidelity qubit operations requires precise control over the shape of the underlying pulses. For weakly anharmonic systems, such as superconducting transmon qubits, short gates lead to leakage to states outside of the computational subspace. Control pulses designed with open-loop optimal control may reduce such leakage. However, model inaccuracies can severely limit the usability of such pulses. We implemented a closed-loop optimization that simultaneously adapts all control parameters based on measurements of a cost function built from Clifford gates. By parameterizing pulses with a piecewise-constant representation that matches the capabilities of the control hardware we create a $4.16~\rm{ns}$ single-qubit pulse with $99.76\,\%$ fidelity and $0.044\,\%$ leakage. This is a seven-fold reduction of the leakage rate of the best DRAG pulse we have calibrated at such short durations on the same system.
• Abstract（参考訳）: 高速かつ高忠実な量子ビット演算には、基礎となるパルスの形状を正確に制御する必要がある。 超伝導トランスモン量子ビットのような弱い非調和系では、短いゲートは計算部分空間外の状態に漏れる。 オープンループ最適制御で設計された制御パルスは、そのような漏れを減らすことができる。 しかし、モデル不正確性はそのようなパルスの使用性を著しく制限することができる。 クリフォードゲートから構築したコスト関数の測定に基づいて,すべての制御パラメータを同時に適応するクローズドループ最適化を実装した。 制御ハードウェアの能力にマッチする分割定数表現でパルスをパラメータ化することで、$99.76\,\%$ fidelity と $0.044\,\%$ leak のシングルキュービットパルスを4.16~\rm{ns}$ で作成する。 これは、同じシステム上でこのような短時間で校正した最高のDRAGパルスの漏れ率を7倍に削減したものです。

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