論文の概要: Implementing High-fidelity Two-Qubit Gates in Superconducting Coupler Architecture with Novel Parameter Regions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13306v1
• Date: Thu, 27 May 2021 16:59:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 07:04:48.915911
• Title: Implementing High-fidelity Two-Qubit Gates in Superconducting Coupler Architecture with Novel Parameter Regions
• Title（参考訳）: 新しいパラメータ領域を持つ超電導カプラ構造における高忠実二ビットゲートの実装
• Authors: Lijing Jin
• Abstract要約: 本稿では,ZZパラサイト結合のゲート誤差源とその物理機構について述べる。 本研究は,超伝導カプラ構造における高忠実度2量子ゲートの実現の新たな機会を開拓するものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting circuits with coupler architecture receive considerable attention due to their advantages in tunability and scalability. Although single-qubit gates with low error have been achieved, high-fidelity two-qubit gates in coupler architecture are still challenging. This paper pays special attention to examining the gate error sources and primarily concentrates on the related physical mechanism of ZZ parasitic couplings using a systematic effective Hamiltonian approach. Benefiting from the effective Hamiltonian, we provide simple and straightforward insight into the ZZ parasitic couplings that were investigated previously from numerical and experimental perspectives. The analytical results obtained provide exact quantitative conditions for eliminating ZZ parasitic couplings, and trigger four novel realizable parameter regions in which higher fidelity two-qubit gates are expected. Beyond the numerical simulation, we also successfully drive a simple analytical result of the two-qubit gate error from which the trade-off effect between qubit energy relaxation effects and ZZ parasitic couplings is understood, and the resulting two-qubit gate error can be estimated straightforwardly. Our study opens up new opportunities to implement high-fidelity two-qubit gates in superconducting coupler architecture.
• Abstract（参考訳）: カプラアーキテクチャを持つ超伝導回路は、チューニング性とスケーラビリティの優位性からかなりの注目を集めている。 誤りの少ないシングルキュービットゲートは達成されているが、カプラアーキテクチャにおける高忠実度2キュービットゲートはいまだに困難である。 本稿では, ゲートエラー源の検討に特に注目し, 系統的効果的なハミルトニアンアプローチを用いて, zzパラシティックカップリングの物理機構を主に研究する。 実効ハミルトニアンから恩恵を受け、数値的および実験的観点から以前に研究されたZZ寄生結合の単純かつ直接的な洞察を提供する。 その結果、zzパラシティックカップリングを除去できる正確な定量的条件が得られ、高い忠実度2量子ビットゲートが期待できる4つの新しい実現可能なパラメータ領域が引き起こされた。 数値シミュレーションの他に、キュービットエネルギー緩和効果とZZパラサイト結合のトレードオフ効果が理解され、その結果の2キュービットゲート誤差を簡単に推定できる2キュービットゲート誤差の単純な解析結果の駆動にも成功している。 本研究は,超伝導カプラアーキテクチャにおける高忠実度2量子ゲートを実現する新たな機会を開くものである。

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