論文の概要: Tunable coupler to fully decouple and maximally localize superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.17007v2
• Date: Thu, 21 Dec 2023 13:35:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-22 18:59:17.728745
• Title: Tunable coupler to fully decouple and maximally localize superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットの完全分離と最大局在化のためのチューナブルカプラ
• Authors: Lukas Heunisch, Christopher Eichler, Michael J. Hartmann
• Abstract要約: 分散デチューンされたトランスモン量子ビットを互いに完全に分離できる新しいカプラモデルを提案する。 提案手法は,大規模集積量子ビットグリッドに適用可能であることを示す。
• 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: Enhancing the capabilities of superconducting quantum hardware, requires higher gate fidelities and lower crosstalk, particularly in larger scale devices, in which qubits are coupled to multiple neighbors. Progress towards both of these objectives would highly benefit from the ability to fully control all interactions between pairs of qubits. Here we propose a new coupler model that allows to fully decouple dispersively detuned Transmon qubits from each other, i.e. ZZ-crosstalk is completely suppressed while maintaining a maximal localization of the qubits' computational basis states. We further reason that, for a dispersively detuned Transmon system, this can only be the case if the anharmonicity of the coupler is positive at the idling point. A simulation of a 40ns CZ-gate for a lumped element model suggests that achievable process infidelity can be pushed below the limit imposed by state-of-the-art coherence times of Transmon qubits. On the other hand, idle gates between qubits are no longer limited by parasitic interactions. We show that our scheme can be applied to large integrated qubit grids, where it allows to fully isolate a pair of qubits, that undergoes a gate operation, from the rest of the chip while simultaneously pushing the fidelity of gates to the limit set by the coherence time of the individual qubits.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ハードウェアの能力を向上させるには、高いゲートフィダリティと低いクロストーク、特に量子ビットを複数の隣接ノードに結合する大規模デバイスが必要となる。 これら両方の目的の進展は、量子ビットのペア間のすべての相互作用を完全に制御する能力の恩恵を受ける。 本稿では,分散分散したトランスモン量子ビットの完全分離を可能にする新しいカプラモデルを提案する。すなわちzz-クロストークは,量子ビットの計算基底状態の最大局在を維持しながら完全に抑制される。 さらに、分散デチューンされたトランスモン系の場合、カプラの非調和性がアイドリング点において正である場合に限り、これは成り立つ。 ランプ要素モデルに対する40ns CZゲートのシミュレーションにより、トランスモン量子ビットの最先端コヒーレンス時間によって課される限界以下で達成可能なプロセス不忠実性を推算できる。 一方、キュービット間のアイドルゲートは寄生相互作用によってもはや制限されない。 提案手法を大規模集積量子ビットグリッドに適用し, ゲート操作を行う1組の量子ビットをチップの他の部分から完全に分離すると同時に, ゲートの忠実度を個々の量子ビットのコヒーレンス時間によって設定された限界まで押し上げることができることを示した。

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