論文の概要: High-Fidelity Qutrit Entangling Gates for Superconducting Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.07216v2
• Date: Thu, 16 Jun 2022 00:19:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-09 07:22:00.979084
• Title: High-Fidelity Qutrit Entangling Gates for Superconducting Circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路用高忠実量子ゲート
• Authors: Noah Goss, Alexis Morvan, Brian Marinelli, Bradley K. Mitchell, Long B. Nguyen, Ravi K. Naik, Larry Chen, Christian J\"unger, John Mark Kreikebaum, David I. Santiago, Joel J. Wallman, Irfan Siddiqi
• Abstract要約: 超伝導デバイスにおける第三次量子情報処理は、よりポピュラーなバイナリ処理に代わる有望な代替手段となる。 一般には量子ビットとして動作するが、トランスモンは容易に高いレベルに対応可能であり、量子3レベルシステム(量子ビット)として動作するための自然な候補となる。 本稿では,2つの固定周波数トランジット間のフレキシブル,マイクロ波活性化,動的クロスケラー絡み合わせを実現するために,差分ACスタークシフトを適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Ternary quantum information processing in superconducting devices poses a promising alternative to its more popular binary counterpart through larger, more connected computational spaces and proposed advantages in quantum simulation and error correction. Although generally operated as qubits, transmons have readily addressable higher levels, making them natural candidates for operation as quantum three-level systems (qutrits). Recent works in transmon devices have realized high fidelity single qutrit operation. Nonetheless, effectively engineering a high-fidelity two-qutrit entanglement remains a central challenge for realizing qutrit processing in a transmon device. In this work, we apply the differential AC Stark shift to implement a flexible, microwave-activated, and dynamic cross-Kerr entanglement between two fixed-frequency transmon qutrits, expanding on work performed for the $ZZ$ interaction with transmon qubits. We then use this interaction to engineer efficient, high-fidelity qutrit CZ$^\dag$ and CZ gates, with estimated process fidelities of 97.3(1)% and 95.2(3)% respectively, a significant step forward for operating qutrits on a multi-transmon device.
• Abstract（参考訳）: 超伝導デバイスにおける第三次量子情報処理は、より大きく、より接続された計算空間を通じて、より人気のある二進法に代わる有望な代替手段となり、量子シミュレーションと誤り訂正の利点が提案される。 一般には量子ビットとして動作するが、トランスモンは容易に高いレベルに対応可能であり、量子3レベルシステム(qutrits)として動作するための自然な候補となる。 トランスモンデバイスにおける最近の研究は、高忠実度単一クォート動作を実現している。 それでも、トランスモン装置におけるクトリット処理を実現する上では、忠実度の高い2量子エンタングルメントを効果的に設計することが重要な課題である。 本研究では,2つの固定周波数トランスモン量子ビット間のフレキシブル,マイクロ波活性化,動的クロスカーエンタングルを実装するために,差分ACスタークシフトを適用して,トランスモン量子ビットとZZ$の相互作用を行う。 この相互作用を用いて効率良く高精度なクトリット cz$^\dag$ と cz ゲートを設計、それぞれ 97.3(1)% と 95.2(3)% と推定し、マルチトランスポートデバイス上でクトリットを操作するための重要なステップである。

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