論文の概要: Correlated Charge Noise and Relaxation Errors in Superconducting Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06029v2
- Date: Tue, 15 Dec 2020 17:22:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 05:26:30.158589
- Title: Correlated Charge Noise and Relaxation Errors in Superconducting Qubits
- Title（参考訳）: 超電導量子ビットにおける相関電荷ノイズと緩和誤差
- Authors: C. D. Wilen (1), S. Abdullah (1), N. A. Kurinsky (2,3), C. Stanford
(4), L. Cardani (5), G. D'Imperio (5), C. Tomei (5), L.Faoro (1,6), L. B.
Ioffe (7), C. H. Liu (1), A. Opremcak (1), B. G. Christensen (1), J. L.
DuBois (8), and R. McDermott (1) ((1) University of Wisconsin-Madison, (2)
Fermi National Accelerator Laboratory, (3) Kavli Institute for Cosmological
Physics, University of Chicago, (4) Stanford University, (5) INFN Sezione di
Roma, (6) Sorbonne Universite, (7) Google, (8) Lawrence Livermore National
Laboratory)
- Abstract要約: 超伝導マルチキュービット回路を特徴付け,600$mu$m以上の距離スケールで電荷変動が高い相関性を持つことを示した。
得られた相関誤差は、クォービット基板中のガンマ線および宇宙線ミューオンの吸収に伴う電荷事象とフォノンを介する準粒子中毒の観点から説明される。
- 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: The central challenge in building a quantum computer is error correction.
Unlike classical bits, which are susceptible to only one type of error, quantum
bits ("qubits") are susceptible to two types of error, corresponding to flips
of the qubit state about the $X$- and $Z$-directions. While the Heisenberg
Uncertainty Principle precludes simultaneous monitoring of $X$- and $Z$-flips
on a single qubit, it is possible to encode quantum information in large arrays
of entangled qubits that enable accurate monitoring of all errors in the
system, provided the error rate is low. Another crucial requirement is that
errors cannot be correlated. Here, we characterize a superconducting multiqubit
circuit and find that charge fluctuations are highly correlated on a length
scale over 600~$\mu$m; moreover, discrete charge jumps are accompanied by a
strong transient suppression of qubit energy relaxation time across the
millimeter-scale chip. The resulting correlated errors are explained in terms
of the charging event and phonon-mediated quasiparticle poisoning associated
with absorption of gamma rays and cosmic-ray muons in the qubit substrate.
Robust quantum error correction will require the development of mitigation
strategies to protect multiqubit arrays from correlated errors due to particle
impacts.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ構築における中心的な課題は、誤り訂正である。
量子ビット(qubits)は1つのタイプのエラーにしか影響しない古典的なビットとは異なり、量子ビット(qubits)は2種類のエラーに感受性があり、$X$-および$Z$-directionsの量子ビット状態のフリップに対応する。
Heisenberg Uncertainty Principleは単一量子ビット上でのX$-およびZ$-flipsの同時監視を妨げるが、エラー率が低い場合、システム内の全てのエラーの正確なモニタリングを可能にする、絡み合った量子ビットの大規模な配列に量子情報をエンコードすることができる。
もうひとつの重要な要件は、エラーを相関できないことだ。
ここでは,超伝導マルチキュービット回路を特徴付け,600〜$\mu$m以上の長さスケールで電荷変動が高い相関関係にあること,さらに,離散電荷ジャンプは,ミリスケールチップ全体の量子ビットエネルギー緩和時間を強い過渡的に抑制する。
得られた相関誤差は、クォービット基板中のガンマ線および宇宙線ミューオンの吸収に伴う電荷事象とフォノンを介する準粒子中毒の観点から説明される。
ロバストな量子誤差補正は、粒子衝突による相関誤差から多ビットアレイを保護するための緩和戦略の開発を必要とする。
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