論文の概要: Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric
gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02343v1
- Date: Tue, 6 Jul 2021 02:02:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 06:55:39.588888
- Title: Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric
gates
- Title（参考訳）: パラメトリックゲートにおける強駆動効果の高精度解析法
- Authors: Alexandru Petrescu and Camille Le Calonnec and Catherine Leroux and
Agustin Di Paolo and Pranav Mundada and Sara Sussman and Andrei Vrajitoarea
and Andrew A. Houck and Alexandre Blais
- Abstract要約: 正確な数値と摂動解析手法を用いて効率的にゲートパラメータを抽出する方法を示す。
我々は,$i$SWAP, Control-Z, CNOT など,異なる種類のゲートに対する最適操作条件を同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 94.70553167084388
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ability to perform fast, high-fidelity entangling gates is an important
requirement for a viable quantum processor. In practice, achieving fast gates
often comes with the penalty of strong-drive effects that are not captured by
the rotating-wave approximation. These effects can be analyzed in simulations
of the gate protocol, but those are computationally costly and often hide the
physics at play. Here, we show how to efficiently extract gate parameters by
directly solving a Floquet eigenproblem using exact numerics and a perturbative
analytical approach. As an example application of this toolkit, we study the
space of parametric gates generated between two fixed-frequency transmon qubits
connected by a parametrically driven coupler. Our analytical treatment, based
on time-dependent Schrieffer-Wolff perturbation theory, yields closed-form
expressions for gate frequencies and spurious interactions, and is valid for
strong drives. From these calculations, we identify optimal regimes of
operation for different types of gates including $i$SWAP, controlled-Z, and
CNOT. These analytical results are supplemented by numerical Floquet
computations from which we directly extract drive-dependent gate parameters.
This approach has a considerable computational advantage over full simulations
of time evolutions. More generally, our combined analytical and numerical
strategy allows us to characterize two-qubit gates involving parametrically
driven interactions, and can be applied to gate optimization and cross-talk
mitigation such as the cancellation of unwanted ZZ interactions in multi-qubit
architectures.
- Abstract（参考訳）: 高速で忠実なゲートを囲む能力は、実行可能な量子プロセッサにとって重要な要件である。
実際には、高速ゲートの達成には、回転波近似では捉えられない強い駆動効果のペナルティがしばしば伴う。
これらの効果はゲートプロトコルのシミュレーションで解析できるが、それらは計算コストがかかり、しばしば物理現象を隠蔽する。
本稿では, 正確な数値と摂動解析手法を用いて, フロッケ固有確率を直接解き, ゲートパラメータを効率的に抽出する方法を示す。
このツールキットの例として、パラメトリック駆動カプラで接続された2つの固定周波数トランスモン量子ビット間のパラメトリックゲートの空間について検討する。
時間依存シュリーファー・ウルフ摂動理論に基づく解析的な処理は、ゲート周波数とスプリアス相互作用の閉形式表現を生じさせ、強い駆動に有効である。
これらの計算から,$i$SWAP, Control-Z, CNOT など,異なる種類のゲートに対する最適操作条件を特定する。
これらの解析結果は,ドライブ依存ゲートパラメータを直接抽出する数値フロケ計算によって補完される。
このアプローチは時間発展の完全なシミュレーションよりもかなりの計算上の利点がある。
より一般的に、解析的および数値的戦略を組み合わせることで、パラメトリック駆動型相互作用を含む2ビットゲートを特徴付けることができ、マルチキュービットアーキテクチャにおける不要なZZ相互作用のキャンセルなどのゲート最適化やクロストーク緩和に適用できる。
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