論文の概要: Microwave-activated gates between a fluxonium and a transmon qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.06203v2
- Date: Tue, 13 Dec 2022 10:26:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 12:49:11.348305
- Title: Microwave-activated gates between a fluxonium and a transmon qubit
- Title（参考訳）: フラクソニウムとトランスモン量子ビット間のマイクロ波活性化ゲート
- Authors: Alessandro Ciani, Boris M. Varbanov, Nicolas Jolly, Christian K.
Andersen, Barbara M. Terhal
- Abstract要約: 本研究では,フラキソニウムとトランスモン量子ビットの2種類のマイクロ波活性化ゲートを提案し,解析する。
中周波数のフラキソニウム量子ビットでは、トランスモン-フルキソニウム系はフラキソニウムのより高いレベルによって媒介される相互共鳴効果を許容する。
高速マイクロ波CPHASEゲートはフラクソニウムの高レベルを用いて実装することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 59.95978973946985
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose and analyze two types of microwave-activated gates between a
fluxonium and a transmon qubit, namely a cross-resonance (CR) and a CPHASE
gate. The large frequency difference between a transmon and a fluxonium makes
the realization of a two-qubit gate challenging. For a medium-frequency
fluxonium qubit, the transmon-fluxonium system allows for a cross-resonance
effect mediated by the higher levels of the fluxonium over a wide range of
transmon frequencies. This allows one to realize the cross-resonance gate by
driving the fluxonium at the transmon frequency, mitigating typical problems of
the cross-resonance gate in transmon-transmon chips related to frequency
targeting and residual ZZ coupling. However, when the fundamental frequency of
the fluxonium enters the low-frequency regime below 100 MHz, the
cross-resonance effect decreases leading to long gate times. For this range of
parameters, a fast microwave CPHASE gate can be implemented using the higher
levels of the fluxonium. In both cases, we perform numerical simulations of the
gate showing that a gate fidelity above 99% can be obtained with gate times
between 100 and 300 ns. Next to a detailed gate analysis, we perform a study of
chip yield for a surface code lattice of fluxonia and transmons interacting via
the proposed cross-resonance gate. We find a much better yield as compared to a
transmon-only architecture with the cross-resonance gate as native two-qubit
gate.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,フラクソニウムとトランスモンキュービットの2種類のマイクロ波活性化ゲート,すなわちクロス共鳴(CR)とCPHASEゲートを提案し,解析する。
トランスモンとフラックスニウムの間の大きな周波数差は、2量子ビットゲートの実現を困難にする。
中周波フラクトニウム量子ビットの場合、トランスモン-フラクトニウム系は、幅広いトランスモン周波数のフラクトニウムの高レベルによって媒介される相互共鳴効果を可能にする。
これにより、フラックスニウムをトランスモン周波数で駆動し、周波数ターゲティングや残差zz結合に関連するトランスモントランスモンチップにおけるクロス共振ゲートの典型的な問題を緩和することで、クロス共振ゲートを実現することができる。
しかし、フラックスニウムの基本周波数が100mhz未満の低周波領域に入ると、交差共鳴効果は長いゲート時間へと減少する。
この範囲のパラメータに対して、高速マイクロ波CPHASEゲートはフラクソニウムのより高いレベルを用いて実装することができる。
どちらの場合も、ゲートの忠実度が99%以上であれば、100 nsから300 nsのゲート時間で得られることを示す数値シミュレーションを行う。
詳細なゲート解析を行い,提案するクロス共振ゲートを介して相互作用するフラックスニアとトランスモンの表面コード格子のチップ収率について検討した。
クロス共振ゲートをネイティブな2ビットゲートとするトランスモンオンリーのアーキテクチャに比べれば,より優れた収率が得られる。
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