論文の概要: Optimizing frequency allocation for fixed-frequency superconducting quantum processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01634v2
• Date: Tue, 22 Mar 2022 15:54:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 02:02:25.705843
• Title: Optimizing frequency allocation for fixed-frequency superconducting quantum processors
• Title（参考訳）: 固定周波数超伝導量子プロセッサの最適周波数割り当て
• Authors: Alexis Morvan, Larry Chen, Jeffrey M. Larson, David I. Santiago and Irfan Siddiqi
• Abstract要約: 本稿では、量子プロセッサの製造効率を最大化するために、キュービット周波数を決定する混合整数プログラミングに基づく最適化手法を提案する。 我々のアプローチは一般的であり、特定の周波数衝突を避ける必要がある問題に適応することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fixed-frequency superconducting quantum processors are one of the most mature quantum computing architectures with high-coherence qubits and simple controls. However, high-fidelity multi-qubit gates pose tight requirements on individual qubit frequencies in these processors , and these constraints are difficult to satisfy when constructing larger processors due to the large dispersion in the fabrication of Josephson junctions. In this article, we propose a mixed-integer-programming-based optimization approach that determines qubit frequencies to maximize the fabrication yield of quantum processors. We study traditional qubit and qutrit (three-level) architectures with cross-resonance interaction processors. We compare these architectures to a differential AC-Stark shift based on entanglement gates and show that our approach greatly improves the fabrication yield and also increases the scalability of these devices. Our approach is general and can be adapted to problems where one must avoid specific frequency collisions.
• Abstract（参考訳）: 固定周波数超伝導量子プロセッサは、高コヒーレンス量子ビットと単純な制御を持つ最も成熟した量子コンピューティングアーキテクチャの1つである。 しかし、高忠実度マルチキュービットゲートは、これらのプロセッサの個々のキュービット周波数に厳密な要件を課し、ジョセフソン接合の形成に大きな分散があるため、これらの制約を満たすことは困難である。 本稿では,量子プロセッサの製造効率を最大化するために,量子ビット周波数を決定する混合整数プログラミングに基づく最適化手法を提案する。 従来のqubitおよびqutrit(3レベル)アーキテクチャと相互共振相互作用プロセッサについて検討した。 これらのアーキテクチャを、エンタングルメントゲートに基づく差動交流スタークシフトと比較し、本手法が製造歩留まりを大幅に改善し、機器のスケーラビリティを向上させることを示す。 我々のアプローチは一般的であり、特定の周波数衝突を避ける必要がある問題に適応することができる。

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