論文の概要: Advancements in Superconducting Microwave Cavities and Qubits for Quantum Information Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09345v1
• Date: Tue, 18 Apr 2023 23:50:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 15:56:06.097903
• Title: Advancements in Superconducting Microwave Cavities and Qubits for Quantum Information Systems
• Title（参考訳）: 量子情報システムのための超伝導マイクロ波キャビティと量子ビットの進歩
• Authors: Alex Krasnok, Pashupati Dhakal, Arkady Fedorov, Pedro Frigola, Michael Kelly, Sergey Kutsaev
• Abstract要約: 超高Qファクターの超伝導マイクロ波キャビティは、1msを超える長いコヒーレンス時間を提供する。 超高Qファクターキャビティの進歩,ジョセフソン接合型キュービットとボソニック符号化キュービットを3次元キャビティに統合した詳細な解析を行った。 超伝導材料, 常用金属, マルチキュービットおよびマルチステート量子システムを用いた1つの3次元量子ビットの実装における最新の進歩を批判的に調査する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6606016007748989
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting microwave cavities with ultra-high Q-factors are revolutionizing the field of quantum computing, offering long coherence times exceeding 1 ms, which is critical for realizing scalable multi-qubit quantum systems with low error rates. In this work, we provide an in-depth analysis of recent advances in ultra-high Q-factor cavities, integration of Josephson junction-based qubits, and bosonic-encoded qubits in 3D cavities. We examine the sources of quantum state dephasing caused by damping and noise mechanisms in cavities and qubits, highlighting the critical challenges that need to be addressed to achieve even higher coherence times. We critically survey the latest progress made in implementing single 3D qubits using superconducting materials, normal metals, and multi-qubit and multi-state quantum systems. Our work sheds light on the promising future of this research area, including novel materials for cavities and qubits, modes with nontrivial topological properties, error correction techniques for bosonic qubits, and new light-matter interaction effects.
• Abstract（参考訳）: 超高q係数の超伝導マイクロ波共振器は、量子コンピューティングの分野に革命をもたらしており、1ミリ秒を超える長いコヒーレンス時間を提供しており、低エラー率でスケーラブルなマルチ量子ビット量子システムを実現する上で重要である。 本研究では,超高q値キャビティ,ジョセフソン接合型量子ビット,ボソニックエンコード量子ビットの3次元キャビティへの統合,最近の進展を詳細に分析する。 キャビティや量子ビットの減衰やノイズ機構に起因する量子状態の劣化の原因について検討し,さらに高いコヒーレンス時間を達成するために対処すべき重要な課題を明らかにする。 超伝導材料, 常用金属, マルチキュービットおよびマルチステート量子システムを用いた単一3次元量子ビットの実装における最新の進歩を批判的に調査する。 我々の研究は、空洞と量子ビットの新しい材料、非自明な位相特性を持つモード、ボソニック量子ビットの誤差補正技術、新しい光-物質相互作用効果など、この研究領域の将来に光を当てている。

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