論文の概要: A modular quantum computer based on a quantum state router
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.06848v3
- Date: Wed, 16 Nov 2022 05:18:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 03:05:41.354465
- Title: A modular quantum computer based on a quantum state router
- Title(参考訳): 量子状態ルータを用いたモジュラー量子コンピュータ
- Authors: Chao Zhou, Pinlei Lu, Matthieu Praquin, Tzu-Chiao Chien, Ryan Kaufman,
Xi Cao, Mingkang Xia, Roger Mong, Wolfgang Pfaff, David Pekker and Michael
Hatridge
- Abstract要約: 超伝導量子ビットの4つの独立量子モジュール間の全対全結合を実現するマイクロ波量子状態ルータを提案する。
まず,4つの通信モード間のコヒーレント光子交換を実演し,平均iSWAP時間は760nsである。
また、モジュールの量子ビット間の光子移動とペアの絡み合い、およびルータ間の同時iSWAPの並列動作を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.2402408527122377
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A central challenge for realizing large-scale quantum processors is the
design and realization of qubit-qubit connectivity. On the one hand, these
connections need to be strong enough to enable fast two-qubit gates, while on
the other hand, they must be well-confined between modes to avoid extra loss
and cross-talk errors. Finally, we also desire the connections to be made in a
"detachable" way, so that different parts of the processor can be
built/tested/replaced individually. In this work, we present a microwave
quantum state router that realizes all-to-all couplings among four independent
and detachable quantum modules of superconducting qubits. Each module consists
of a single transmon, readout mode, and communication mode coupled to the
router. The router design centers on a parametrically driven,
Josephson-junction based three-wave mixing element which generates photon
exchange among the modules' communication modes. We first demonstrate coherent
photon exchange among four communication modes, with an average full-iSWAP time
of 760ns and average inter-module gate fidelity of 0.97, limited by our modes'
coherence times. We also demonstrate photon transfer and pairwise entanglement
between the modules' qubits, and parallel operation of simultaneous iSWAPs
across the router. The gates demonstrated here can readily be extended to
faster and higher-fidelity router operations, as well as scaled to support
larger networks of quantum modules.
- Abstract(参考訳): 大規模量子プロセッサを実現するための中心的な課題は、qubit-qubit接続の設計と実現である。
一方、これらの接続は高速な2量子ビットゲートを可能にするのに十分な強度が必要であり、一方、追加の損失やクロストークエラーを避けるためにモード間の密着性が必要となる。
最後に、プロセッサの異なる部分を個別に構築/テスト/置換できるように、接続を「取り外し可能」にしたいとも思っています。
本研究では,超伝導量子ビットの独立および分離可能な4つの量子モジュール間の全対全結合を実現するマイクロ波量子状態ルータを提案する。
各モジュールは1つのトランスモン、読み出しモード、ルータに結合された通信モードで構成される。
ルータの設計は、モジュールの通信モード間で光子交換を生成するパラメトリック駆動のジョセフソン接合に基づく3波混合素子を中心にしている。
まず、4つの通信モード間のコヒーレント光子交換を実演し、平均iswap時間は760nsであり、平均的なモジュール間ゲート忠実度は0.97である。
また、モジュールの量子ビット間の光子移動とペアの絡み合い、およびルータ間の同時iSWAPの並列動作を示す。
ここで実証されたゲートは、高速で高忠実なルータ操作に容易に拡張でき、量子モジュールのより大きなネットワークをサポートするためにスケールできる。
関連論文リスト
- A scalable cavity-based spin-photon interface in a photonic integrated
circuit [0.15178488157371034]
フォトニック集積回路(PIC)におけるスズ空洞(SnV)中心を含むナノフォトニックキャビティの集積性を示す。
この多重化アーキテクチャにより、高忠実度量子状態伝達が可能となる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-28T05:26:32Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-26T15:04:11Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。
上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。
デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-10-27T18:05:01Z) - Realizing an entanglement-based multi-user quantum network with
integrated photonics [7.023079683052248]
量子ネットワークは、異なるユーザ間で情報のセキュアな送信を容易にする。
我々は,窒化ケイ素マイクロリング共振器を用いたエネルギー時間絡み込み型高密度波長分割多重ネットワークを開発した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-20T14:06:19Z) - Tunable coupling of widely separated superconducting qubits: A possible
application towards a modular quantum device [8.202696420047168]
本稿では,周辺モジュールが空間的にセンチメートル間隔で分離されるモジュール型量子デバイスの概念設計を提案する。
原則として、各モジュールは数十個の超伝導量子ビットを含むことができ、別々に製造、特徴付け、パッケージ化、交換することができる。
近傍モジュールに収容される量子ビットに対して,空間的に2cm以上離隔した100ns以下の2量子ビットゲートが得られると期待している。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-10T06:29:35Z) - A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。
このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-07T19:00:00Z) - A Quantum-Logic Gate between Distant Quantum-Network Modules [2.810625954925815]
量子ネットワークは、より小さなキュービットモジュールをより大きなコンピューティングクラスタに統合することで、ソリューションを約束する。
ここでは60m以上のゲートを実験的に実現している。
我々の非局所量子論理ゲートは、複数のキュービットと多くのモジュールに拡張して、テーラーメイドのマルチキュービット演算レジスタにすることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-24T11:13:44Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-21T22:18:49Z) - Telecom-heralded entanglement between remote multimode solid-state
quantum memories [55.41644538483948]
将来の量子ネットワークは、遠方の場所間の絡み合いの分布を可能にし、量子通信、量子センシング、分散量子計算への応用を可能にする。
ここでは,空間的に分離された2つの量子ノード間の有意な絡み合いのデモンストレーションを行い,その絡み合いを多モードの固体量子メモリに格納する。
また, 得られた絡み合いは, ヘラルディング経路の損失に対して頑健であり, 62時間モードの時間多重動作を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-13T14:31:54Z) - Microwave Quantum Link between Superconducting Circuits Housed in
Spatially Separated Cryogenic Systems [43.55994393060723]
物理距離5mで分離した2つの希釈冷凍機内に存在するトランスモンキュービットをコヒーレントに結合する低温導波路の動作に成功したことを報告した。
平均転送率85.8 %および79.5 %の目標状態忠実度で、キュービット状態の転送と、オンデマンドでの絡み合いを生成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-08-04T15:36:51Z) - Error-detected state transfer and entanglement in a superconducting
quantum network [1.8063563681614785]
モジュールネットワークは、量子ビットを転送し、モジュール間の絡み合いを生成する能力に基づいて、ますます複雑な量子デバイスにとって有望なパラダイムである。
2つのボゾン量子ビット間のマイクロ波駆動ビームスプリッタ変換による超伝導ネットワークにおける通信と絡み合いの実証を行った。
資源効率の良い直接ゲートの新たな可能性を含む,モジュール間の忠実な操作のための有望な方法をいくつか紹介する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-13T19:34:37Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。