論文の概要: Engineering Dynamical Sweet Spots to Protect Qubits from 1/$f$ Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.12458v3
• Date: Sat, 5 Dec 2020 04:12:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 02:13:50.618135
• Title: Engineering Dynamical Sweet Spots to Protect Qubits from 1/$f$ Noise
• Title（参考訳）: 1/$fの騒音からビットを保護する工学的スウィートスポット
• Authors: Ziwen Huang, Pranav S. Mundada, Andr\'as Gyenis, David I. Schuster, Andrew A. Houck, Jens Koch
• Abstract要約: 我々は、量子ビットの低周波雑音への感受性を低下させる工学的なスイーツスポットのためのプロトコルを開発する。 私たちの研究は、堅牢で時間に依存した状態で量子情報をエンコードするための直感的なツールを提供します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08388591755871733
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Protecting superconducting qubits from low-frequency noise is essential for advancing superconducting quantum computation. Based on the application of a periodic drive field, we develop a protocol for engineering dynamical sweet spots which reduce the susceptibility of a qubit to low-frequency noise. Using the framework of Floquet theory, we prove rigorously that there are manifolds of dynamical sweet spots marked by extrema in the quasi-energy differences of the driven qubit. In particular, for the example of fluxonium biased slightly away from half a flux quantum, we predict an enhancement of pure-dephasing by three orders of magnitude. Employing the Floquet eigenstates as the computational basis, we show that high-fidelity single- and two-qubit gates can be implemented while maintaining dynamical sweet-spot operation. We further confirm that qubit readout can be performed by adiabatically mapping the Floquet states back to the static qubit states, and subsequently applying standard measurement techniques. Our work provides an intuitive tool to encode quantum information in robust, time-dependent states, and may be extended to alternative architectures for quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットを低周波ノイズから保護することは超伝導量子計算の進行に不可欠である。 周期的駆動場の適用に基づいて,qubitの低周波ノイズに対する感受性を低減させる動的甘味点を工学的に設計するプロトコルを開発した。 フロケ理論の枠組みを用いて、駆動量子ビットの準エネルギー差にエクストリームによって特徴付けられる動的スイートスポットの多様体が存在することを厳密に証明する。 特に、フラックス量子の半分からわずかに偏ったフラックスニウムの例では、純粋なデファスメントの3桁の増大を予測している。 Floquet固有状態を計算基盤として、動的スイートスポット操作を維持しながら高忠実度シングルビットと2ビットのゲートを実装可能であることを示す。 さらに,フロッケ状態から静的なクビット状態に戻り,標準測定手法を適用することで,量子ビット読み出しを行うことができることを確認した。 我々の研究は、量子情報をロバストで時間に依存した状態にエンコードする直感的なツールを提供し、量子情報処理の代替アーキテクチャに拡張できるかもしれない。

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