論文の概要: Universal non-adiabatic control of small-gap superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.13154v3
• Date: Sat, 31 Oct 2020 13:42:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 14:21:25.366776
• Title: Universal non-adiabatic control of small-gap superconducting qubits
• Title（参考訳）: 小ギャップ超電導量子ビットの普遍的非断熱制御
• Authors: Daniel L. Campbell, Yun-Pil Shim, Bharath Kannan, Roni Winik, Alexander Melville, Bethany M. Niedzielski, Jonilyn L. Yoder, Charles Tahan, Simon Gustavsson, William D. Oliver
• Abstract要約: 2つの容量結合トランスモン量子ビットから形成される超伝導複合量子ビットを導入する。 我々はこの低周波CQBを、ただのベースバンドパルス、非断熱遷移、コヒーレントなランダウ・ツェナー干渉を用いて制御する。 この研究は、低周波量子ビットの普遍的非断熱的制御が、単にベースバンドパルスを用いて実現可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.187609203210705
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Resonant transverse driving of a two-level system as viewed in the rotating frame couples two degenerate states at the Rabi frequency, an amazing equivalence that emerges in quantum mechanics. While spectacularly successful at controlling natural and artificial quantum systems, certain limitations may arise (e.g., the achievable gate speed) due to non-idealities like the counter-rotating term. Here, we explore a complementary approach to quantum control based on non-resonant, non-adiabatic driving of a longitudinal parameter in the presence of a fixed transverse coupling. We introduce a superconducting composite qubit (CQB), formed from two capacitively coupled transmon qubits, which features a small avoided crossing -- smaller than the environmental temperature -- between two energy levels. We control this low-frequency CQB using solely baseband pulses, non-adiabatic transitions, and coherent Landau-Zener interference to achieve fast, high-fidelity, single-qubit operations with Clifford fidelities exceeding $99.7\%$. We also perform coupled qubit operations between two low-frequency CQBs. This work demonstrates that universal non-adiabatic control of low-frequency qubits is feasible using solely baseband pulses.
• Abstract（参考訳）: 回転するフレームに見られる2レベル系の共鳴横駆動は、2つの退化状態がラビ周波数で結合する。 自然と人工の量子系の制御に驚くほど成功したが、反回転項のような非イデアル性のためにある種の制限(例えば、達成可能なゲート速度)が発生する可能性がある。 本稿では、固定横結合の存在下での縦パラメータの非共振非断熱駆動に基づく量子制御の相補的アプローチについて検討する。 2つの静電容量結合トランスモン量子ビットから形成された超伝導複合量子ビット(cqb)について紹介する。 我々は,この低周波CQBを,ベースバンドパルス,非断熱遷移,コヒーレントなランダウ・ツェナー干渉のみを用いて制御し,クリフォード忠実度99.7 %を超える高速かつ高忠実な単一ビット演算を実現する。 また、2つの低周波CQB間の結合量子ビット演算を行う。 本研究は、低周波量子ビットの普遍的非断熱制御がベースバンドパルスのみを用いて実現可能であることを示す。

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