論文の概要: Baseband control of superconducting qubits with shared microwave drives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06833v2
- Date: Sat, 3 Dec 2022 04:42:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 07:35:07.058551
- Title: Baseband control of superconducting qubits with shared microwave drives
- Title（参考訳）: 共有マイクロ波駆動による超伝導量子ビットのベースバンド制御
- Authors: Peng Zhao, Ruixia Wang, Mengjun Hu, Teng Ma, Peng Xu, Yirong Jin, and
Haifeng Yu
- Abstract要約: マイクロ波駆動の共有化と常時オン化のみによる超伝導量子ビットのベースバンドフラックス制御の可能性について理論的に検討する。
我々の戦略では、駆動と共振してキュービットを調整し、単一キュービットゲートを実現できる。
共有マイクロ波ドライブによるベースバンド制御は、大規模な超伝導量子プロセッサの構築に役立てられると期待している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.673889645599697
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate control of qubits is the central requirement for building functional
quantum processors. For the current superconducting quantum processor,
high-fidelity control of qubits is mainly based on independently calibrated
microwave pulses, which could differ from each other in frequencies,
amplitudes, and phases. With this control strategy, the needed physical source
could be challenging, especially when scaling up to large-scale quantum
processors is considered. Inspired by Kane's proposal for spin-based quantum
computing, here, we explore theoretically the possibility of baseband flux
control of superconducting qubits with only shared and always-on microwave
drives. In our strategy, qubits are by default far detuned from the drive
during system idle periods, qubit readout and baseband flux-controlled
two-qubit gates can thus be realized with minimal impacts from the always-on
drive. By contrast, during working periods, qubits are tuned on resonance with
the drive and single-qubit gates can be realized. Therefore, universal qubit
control can be achieved with only baseband flux pulses and always-on shared
microwave drives. We apply this strategy to the qubit architecture where
tunable qubits are coupled via a tunable coupler, and the analysis shows that
high-fidelity qubit control is possible. Besides, the baseband control strategy
needs fewer physical resources, such as control electronics and cooling power
in cryogenic systems, than that of microwave control. More importantly, the
flexibility of baseband flux control could be employed for addressing the
non-uniformity issue of superconducting qubits, potentially allowing the
realization of multiplexing and cross-bar technologies and thus controlling
large numbers of qubits with fewer control lines. We thus expect that baseband
control with shared microwave drives can help build large-scale superconducting
quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットの正確な制御は、機能量子プロセッサを構築するための中心的な要件である。
現在の超伝導量子プロセッサでは、量子ビットの高忠実度制御は主に独立に校正されたマイクロ波パルスに基づいており、周波数、振幅、位相で異なる可能性がある。
この制御戦略では、特に大規模量子プロセッサへのスケールアップを考えると、必要な物理ソースが困難になる可能性がある。
ここでは、スピンベース量子コンピューティングの提案に触発され、超伝導量子ビットのベースバンドフラックス制御の可能性について理論的に検討する。
我々の戦略では、クビットはシステムアイドル期間中にドライブから切り離され、クビットリードアウトとベースバンドフラックス制御された2ビットゲートは、常時オンの駆動から最小限の影響で実現できる。
対照的に、作業期間中に駆動と共振してキュービットを調整し、単一キュービットゲートを実現することができる。
したがって、ベースバンドフラックスパルスと常時オンの共有マイクロ波ドライブだけで普遍的な量子ビット制御を実現することができる。
この戦略を、可変キュービットが可変カプラを介して結合されるキュービットアーキテクチャに適用し、高忠実度キュービット制御が可能であることを示す。
さらに、ベースバンド制御戦略は電子制御や低温システムにおける冷却電力などの物理的資源をマイクロ波制御よりも少なくする。
さらに重要なことは、ベースバンドフラックス制御の柔軟性は超伝導量子ビットの非均一性問題に対処するために利用することができ、多重化とクロスバー技術の実現を可能にし、制御ラインが少なく多数の量子ビットを制御することができる。
したがって、共有マイクロ波ドライブによるベースバンド制御は、大規模な超伝導量子プロセッサの構築に役立つと期待する。
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