論文の概要: Coupler-Assisted Controlled-Phase Gate with Enhanced Adiabaticity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.00725v1
• Date: Tue, 1 Jun 2021 18:50:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 03:20:11.434448
• Title: Coupler-Assisted Controlled-Phase Gate with Enhanced Adiabaticity
• Title（参考訳）: 拡張断熱性を有するカプラアシスト制御相ゲート
• Authors: Ji Chu and Fei Yan
• Abstract要約: 高忠実性2量子エンタングゲートは、フォールトトレラント量子コンピュータにとって必須のビルディングブロックである。 本稿では,高コントラストZZ相互作用の起源を説明する理論的研究について述べる。 このスキームは10～5ドル近くで2ビットゲートエラー率を達成する可能性があり、フォールトトレラントな量子計算の進歩を劇的に加速させるだろう。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9476527809254969
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity two-qubit entangling gates are essential building blocks for fault-tolerant quantum computers. Over the past decade, tremendous efforts have been made to develop scalable high-fidelity two-qubit gates with superconducting quantum circuits. Recently, an easy-to-scale controlled-phase gate scheme that utilizes the tunable-coupling architecture with fixed-frequency qubits [Phys. Rev. Lett. 125, 240502; Phys. Rev. Lett. 125, 240503] has been demonstrated with high fidelity and attracted broad interest. However, in-depth understanding of the underlying mechanism is still missing, preventing us from fully exploiting its potential. Here we present a comprehensive theoretical study, explaining the origin of the high-contrast ZZ interaction. Based on improved understanding, we develop a general yet convenient method for shaping an adiabatic pulse in a multilevel system, and identify how to optimize the gate performance from design. Given state-of-the-art coherence properties, we expect the scheme to potentially achieve a two-qubit gate error rate near $10^{-5}$, which would drastically speed up the progress towards fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 高忠実性2量子エンタングゲートは、フォールトトレラント量子コンピュータにとって必須のビルディングブロックである。 過去10年間、超伝導量子回路を用いたスケーラブルな2量子ビットゲートの開発に多大な努力が払われてきた。 近年,固定周波数量子ビット(phys. rev. lett. 125, 240502; phys. rev. lett. 125, 240503)を用いた可変結合アーキテクチャを用いた簡易な制御相ゲート方式が高い忠実度で実証されている。 しかし、根底にあるメカニズムの深い理解はいまだに欠けており、その可能性を完全に活用できない。 ここでは、高コントラストZZ相互作用の起源を説明する包括的な理論的研究を紹介する。 理解を深めたことにより,多レベルシステムにおいて断熱パルスを形成する汎用的かつ簡便な手法を開発し,設計からゲート性能を最適化する方法を明らかにした。 最先端のコヒーレンス特性を考えると、このスキームは、フォールトトレラント量子計算の進歩を劇的に加速する10〜5ドルに近い2ビットゲート誤差率を達成する可能性がある。

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