論文の概要: Versatile parametric coupling between two statically decoupled transmon
qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.02907v2
- Date: Fri, 5 May 2023 06:02:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 10:33:30.243593
- Title: Versatile parametric coupling between two statically decoupled transmon
qubits
- Title（参考訳）: 2つの静的非結合トランスモン量子ビット間の垂直パラメトリックカップリング
- Authors: X. Y. Jin, K. Cicak, Z. Parrott, S. Kotler, F. Lecocq, J. Teufel, J.
Aumentado, E. Kapit and R. W. Simmonds
- Abstract要約: パラメトリックカップリングはマイクロ波トーンのみを用いて超伝導回路間の可変相互作用を生成する強力な技術である。
ここでは、2つのトランスモン量子ビットで示される非常にフレキシブルなパラメトリックカップリング方式を提案する。
本研究は,従来のパラメトリックアプローチでは見られなかった汎用性,精度,速度,高性能性を示した。
- 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: Parametric coupling is a powerful technique for generating tunable
interactions between superconducting circuits using only microwave tones. Here,
we present a highly flexible parametric coupling scheme demonstrated with two
transmon qubits, which can be employed for multiple purposes, including the
removal of residual $ZZ$ coupling and the implementation of driven swap or
swap-free controlled-$Z$ (c$Z$) gates. Our fully integrated coupler design is
only weakly flux tunable, cancels static linear coupling between the qubits,
avoids internal coupler dynamics or excitations, and operates with rf-pulses.
We show that residual $ZZ$ coupling can be reduced with a parametric dispersive
tone down to an experimental uncertainty of 5.5 kHz. Additionally, randomized
benchmarking reveals that the parametric swap c$Z$ gate achieves a fidelity of
99.4% in a gate duration of 60 ns, while the dispersive parametric swap-free
c$Z$ gate attains a fidelity of 99.5% in only 30 ns. We believe this is the
fastest and highest fidelity gate achieved with on-chip parametric coupling to
date. We further explore the dependence of gate fidelity on gate duration for
both p-swap and p-swap-free c$Z$ gates, providing insights into the possible
error sources for these gates. Overall, our findings demonstrate a versatility,
precision, speed, and high performance not seen in previous parametric
approaches. Finally, our design opens up new possibilities for creating larger,
modular systems of superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: パラメトリックカップリングはマイクロ波トーンのみを用いて超伝導回路間の可変相互作用を生成する強力な技術である。
本稿では,残余の$zz$結合の除去や,駆動スワップやスワップフリー制御-$z$ (c$z$) ゲートの実装など,複数の用途に使用可能な2つのトランスモンキュービットを用いて,高度に柔軟なパラメトリック結合スキームを提案する。
我々の完全統合型カプラ設計は、弱い磁束調整のみ可能であり、量子ビット間の静的線形結合をキャンセルし、内部カプラダイナミクスや励起を回避し、rfパルスで動作する。
パラメトリックな分散トーンで残余の$ZZ$結合を5.5kHzの実験的不確実性まで低減できることを示す。
さらにランダム化ベンチマークでは、パラメトリックスワップc$z$ゲートが60 nsのゲート持続時間で99.4%、分散パラメトリックスワップフリーc$z$ゲートがわずか30 nsで99.5%の忠実性を達成することが示されている。
これは、オンチップパラメトリック結合でこれまで達成された、最速で最高の忠実度ゲートであると考えています。
さらに,p-スワップおよびp-スワップフリーc$Z$ゲートのゲート長に対するゲート忠実度依存性について検討し,これらのゲートの誤差源について考察する。
全体として,従来のパラメトリックアプローチでは見られない汎用性,精度,速度,高性能を示す。
最後に、我々の設計は超伝導量子ビットのより大きなモジュラーシステムを作る新しい可能性を開く。
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