論文の概要: Qubit Energy Tuner Based on Single Flux Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02299v1
- Date: Sat, 4 Mar 2023 02:43:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 20:33:59.423619
- Title: Qubit Energy Tuner Based on Single Flux Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 単一磁束量子回路を用いた量子ビットエネルギーチューニング
- Authors: Xiao Geng, Rutian Huang, Yongcheng He, Kaiyong He, Genting Dai,
Liangliang Yang, Xinyu Wu, Qing Yu, Mingjun Cheng, Guodong Chen, Jianshe Liu
and Wei Chen
- Abstract要約: 超伝導量子ビットのZ制御には、単一磁束量子(SFQ)回路に基づく量子ビットエネルギーチューナ(QET)と呼ばれる装置が提案されている。
QETの鍵となる特徴は、量子ビットの外部フラックスを提供するインダクタループ電流をどのように変化させるかを理解するために分析される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.413283470289782
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: A device called qubit energy tuner (QET) based on single flux quantum (SFQ)
circuits is proposed for Z control of superconducting qubits. Created from the
improvement of flux digital-to-analog converters (flux DACs), a QET is able to
set the energy levels or the frequencies of qubits, especially flux-tunable
transmons, and perform gate operations requiring Z control. The circuit
structure of QET is elucidated, which consists of an inductor loop and flux
bias units for coarse tuning or fine tuning. The key feature of a QET is
analyzed to understand how SFQ pulses change the inductor loop current, which
provides external flux for qubits. To verify the functionality of the QET,
three simulations are carried out. The first one verifies the responses of the
inductor loop current to SFQ pulses. The results show that there is about 4.2%
relative deviation between analytical solutions of the inductor loop current
and the solutions from WRSpice time-domain simulation. The second and the third
simulations with QuTip show how a Z gate and an iSWAP gate can be performed by
this QET, respectively, with corresponding fidelities 99.99884% and 99.93906%
for only once gate operation to specific initial states. These simulations
indicate that the SFQ-based QET could act as an efficient component of
SFQ-based quantum-classical interfaces for digital Z control of large-scale
superconducting quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットのZ制御のために、単一磁束量子(SFQ)回路に基づく量子ビットエネルギーチューナ(QET)と呼ばれる装置を提案する。
フラックスデジタルアナログ変換器(flux DAC)の改良により、QETは量子ビットのエネルギーレベルや周波数、特にフラックス可変トランスモンを設定でき、Z制御を必要とするゲート操作を実行することができる。
QETの回路構造は、インダクタループと粗いチューニングや微調整のためのフラックスバイアスユニットから構成される。
QETの鍵となる特徴は、量子ビットの外部フラックスを提供するインダクタループ電流をどのように変化させるかを理解するために分析される。
QETの機能を検証するために,3つのシミュレーションを行った。
まず、インダクタループ電流のSFQパルスに対する応答を検証する。
その結果,インダクタループ電流の解析解とWRSpice時間領域シミュレーションの解との間には相対差が約4.2%あることがわかった。
第2と第3のQuTipによるシミュレーションでは、ZゲートとiSWAPゲートがそれぞれこのQETによって実行可能であることを示し、対応する忠実度99.99884%と99.93906%は特定の初期状態への1回のゲート操作のみである。
これらのシミュレーションは、SFQベースのQETが、大規模超伝導量子コンピュータのデジタルZ制御のためのSFQベースの量子古典インタフェースの効率的なコンポーネントとして機能することを示している。
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