論文の概要: Fluxonium: an alternative qubit platform for high-fidelity operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13504v2
• Date: Thu, 23 Dec 2021 16:44:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 19:41:59.733492
• Title: Fluxonium: an alternative qubit platform for high-fidelity operations
• Title（参考訳）: fluxonium:高忠実度操作のための代替qubitプラットフォーム
• Authors: Feng Bao, Hao Deng, Dawei Ding, Ran Gao, Xun Gao, Cupjin Huang, Xun Jiang, Hsiang-Sheng Ku, Zhisheng Li, Xizheng Ma, Xiaotong Ni, Jin Qin, Zhijun Song, Hantao Sun, Chengchun Tang, Tenghui Wang, Feng Wu, Tian Xia, Wenlong Yu, Fang Zhang, Gengyan Zhang, Xiaohang Zhang, Jingwei Zhou, Xing Zhu, Yaoyun Shi, Jianxin Chen, Hui-Hai Zhao, Chunqing Deng
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは、大規模量子コンピュータを構築するための有望な道を提供する。 ここでは、高量子コヒーレンス、高速周波数可変性、および個々の量子ビットアドレス性を統合するフラキソニウムベースの量子プロセッサを設計する。 単純かつ高速なゲートスキームでは、平均1量子ゲート忠実度99.97%、2量子ゲート忠実度99.72%に達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.632710409352143
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting qubits provide a promising path toward building large-scale quantum computers. The simple and robust transmon qubit has been the leading platform, achieving multiple milestones. However, fault-tolerant quantum computing calls for qubit operations at error rates significantly lower than those exhibited in the state of the art. Consequently, alternative superconducting qubits with better error protection have attracted increasing interest. Among them, fluxonium is a particularly promising candidate, featuring large anharmonicity and long coherence times. Here, we engineer a fluxonium-based quantum processor that integrates high qubit-coherence, fast frequency-tunability, and individual-qubit addressability for reset, readout, and gates. With simple and fast gate schemes, we achieve an average single-qubit gate fidelity of 99.97% and a two-qubit gate fidelity of up to 99.72%. This performance is comparable to the highest values reported in the literature of superconducting circuits. Thus our work, for the first time within the realm of superconducting qubits, reveals an approach toward fault-tolerant quantum computing that is alternative and competitive to the transmon system.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、大規模量子コンピュータを構築するための有望な経路を提供する。 シンプルで堅牢なtransmon qubitが主要なプラットフォームであり、複数のマイルストーンを達成した。 しかし、フォールトトレラントな量子コンピューティングでは、エラーレートでの量子ビット演算の要求は、最先端にあるものよりもかなり低い。 その結果、より優れたエラー保護を持つ代替の超伝導量子ビットが注目されている。 その中でもフラキソニウムは特に有望な候補であり、大きな不調和性と長いコヒーレンス時間を持つ。 ここでは、リセット、読み出し、ゲートのための高量子コヒーレンス、高速周波数可変性、および個々の量子ビットアドレス性を統合するフラキソニウムベースの量子プロセッサを設計する。 単純かつ高速なゲートスキームにより、平均1量子ビットゲート忠実度99.97%、2量子ビットゲート忠実度99.72%を達成する。 この性能は超伝導回路の文献で報告されている最高値に匹敵する。 このように、超伝導量子ビットの領域内での私たちの研究は、トランスモンシステムに代わる競合的なフォールトトレラント量子コンピューティングへのアプローチを初めて明らかにしている。

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