論文の概要: Demonstration of an All-Microwave Controlled-Phase Gate between Far Detuned Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.10639v1
• Date: Thu, 18 Jun 2020 16:08:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-13 13:34:31.131732
• Title: Demonstration of an All-Microwave Controlled-Phase Gate between Far Detuned Qubits
• Title（参考訳）: 極遅延量子間の全マイクロ波制御位相ゲートの実証
• Authors: S. Krinner, P. Kurpiers, B. Royer, P. Magnard, I. Tsitsilin, J.-C. Besse, A. Remm, A. Blais, A. Wallraff
• Abstract要約: 逆結合トランスモン量子ビット間の全マイクロ波制御相ゲートについて述べる。 我々のゲートは2量子ビットゲートに代わる有望な代替であり、大規模量子プロセッサではハードウェアスケーリングの利点が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A challenge in building large-scale superconducting quantum processors is to find the right balance between coherence, qubit addressability, qubit-qubit coupling strength, circuit complexity and the number of required control lines. Leading all-microwave approaches for coupling two qubits require comparatively few control lines and benefit from high coherence but suffer from frequency crowding and limited addressability in multi-qubit settings. Here, we overcome these limitations by realizing an all-microwave controlled-phase gate between two transversely coupled transmon qubits which are far detuned compared to the qubit anharmonicity. The gate is activated by applying a single, strong microwave tone to one of the qubits, inducing a coupling between the two-qubit $|f,g\rangle$ and $|g,e\rangle$ states, with $|g\rangle$, $|e\rangle$, and $|f\rangle$ denoting the lowest energy states of a transmon qubit. Interleaved randomized benchmarking yields a gate fidelity of $97.5\pm 0.3 \%$ at a gate duration of $126\,\rm{ns}$, with the dominant error source being decoherence. We model the gate in presence of the strong drive field using Floquet theory and find good agreement with our data. Our gate constitutes a promising alternative to present two-qubit gates and could have hardware scaling advantages in large-scale quantum processors as it neither requires additional drive lines nor tunable couplers.
• Abstract（参考訳）: 大規模超伝導量子プロセッサを構築する上での課題は、コヒーレンス、量子ビットアドレス性、量子ビット結合強度、回路複雑性、必要な制御ラインの数の間の適切なバランスを見つけることである。 2つのキュービットを結合する全マイクロウェーブのアプローチでは、比較的少ない制御線と高いコヒーレンスによる恩恵を受けるが、マルチキュービットの設定では、周波数の混雑とアドレスの制限に苦しむ。 そこで,この制限を克服するために,2つの横結合トランスモン量子ビット間の全マイクロウェーブ制御位相ゲートを実現する。 ゲートは、キュービットの1つに単一の強いマイクロ波トーンを印加し、2キュービットの$|f,g\rangle$と$|g,e\rangle$の結合を誘導し、$|g\rangle$、$|e\rangle$、$|f\rangle$がトランスモンキュービットの最低エネルギー状態を示す。 interleaved randomized benchmarkingは、ゲートの忠実度が97.5\pm 0.3 \%$であり、ゲートの持続時間は126\,\rm{ns}$であり、主要なエラー源はデコヒーレンスである。 我々はFloquet理論を用いて強駆動場の存在下でゲートをモデル化し、データとの良好な一致を求める。 私たちのゲートは、2量子ビットゲートの代替案として有望であり、追加のドライブラインやチューニング可能なカプラを必要としないため、大規模な量子プロセッサではハードウェアスケーリングの利点がある。

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