論文の概要: Surpassing millisecond coherence times in on-chip superconducting
quantum memories by optimizing materials, processes, and circuit design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.15539v2
- Date: Thu, 14 Sep 2023 22:06:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-18 17:34:13.973095
- Title: Surpassing millisecond coherence times in on-chip superconducting
quantum memories by optimizing materials, processes, and circuit design
- Title（参考訳）: 材料・プロセス・回路設計の最適化によるオンチップ超伝導量子メモリにおけるミリ秒コヒーレンス時間超過
- Authors: Suhas Ganjam, Yanhao Wang, Yao Lu, Archan Banerjee, Chan U Lei, Lev
Krayzman, Kim Kisslinger, Chenyu Zhou, Ruoshui Li, Yichen Jia, Mingzhao Liu,
Luigi Frunzio, Robert J. Schoelkopf
- Abstract要約: アルミニウムおよびタンタル系トランペットキュービットの緩和時間の予測と実験的検証を行った。
単光子ラムゼー時間2.0$-2.7ms、エネルギー緩和時間1.0$-1.4msで制限されたオンチップ量子メモリを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.388575096626942
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The performance of superconducting quantum circuits for quantum computing has
advanced tremendously in recent decades; however, a comprehensive understanding
of relaxation mechanisms does not yet exist. In this work, we utilize a
multimode approach to characterizing energy losses in superconducting quantum
circuits, with the goals of predicting device performance and improving
coherence through materials, process, and circuit design optimization. Using
this approach, we measure significant reductions in surface and bulk dielectric
losses by employing a tantalum-based materials platform and annealed sapphire
substrates. With this knowledge we predict and experimentally verify the
relaxation times of aluminum- and tantalum-based transmon qubits. We
additionally optimize device geometry to maximize coherence within a coaxial
tunnel architecture, and realize on-chip quantum memories with single-photon
Ramsey times of 2.0$-$2.7 ms, limited by their energy relaxation times of
1.0$-$1.4 ms. To our knowledge this is the highest coherence achieved in an
on-chip quantum memory, and demonstrates an advancement towards a more modular
and compact coaxial circuit architecture for bosonic qubits with reproducibly
high coherence.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングにおける超伝導量子回路の性能は近年著しく向上しているが、緩和機構の包括的理解はまだ存在していない。
本研究では,デバイス性能の予測と材料,プロセス,回路設計の最適化によるコヒーレンス向上を目的として,超伝導量子回路のエネルギー損失を特徴付けるマルチモード手法を提案する。
この手法を用いて,タンタル系材料プラットフォームとアニールサファイア基板を用いて表面およびバルク誘電損失を著しく低減する。
この知識により,アルミニウムおよびタンタル系トランスモン量子ビットの緩和時間を予測し,実験的に検証した。
さらに、同軸トンネル構造内のコヒーレンスを最大化するためにデバイス形状を最適化し、単光子ラムゼー時間2.0$-2.7msで、そのエネルギー緩和時間1.0$-1.4msで制限されたオンチップ量子メモリを実現する。
関連論文リスト
- Multi-qubit quantum state preparation enabled by topology optimization [0.0]
逆設計のナノフォトニックキャビティにより、量子エミッタのペアとトリプルの純状態が作成できる。
我々の研究成果は、多ビット量子状態の効率的かつ迅速な準備に向けての道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-24T08:52:22Z) - A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum
State Fidelity [50.387179833629254]
我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。
Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。
他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z) - Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections
and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。
我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z) - Rapid single-shot parity spin readout in a silicon double quantum dot
with fidelity exceeding 99 % [0.0]
シリコンベースのスピン量子ビットは、スケーラブルな量子コンピュータを実現するための潜在的経路を提供する。
最近の実験では、高忠実度量子ゲートやマルチキュービット演算など重要な技術が実証されている。
フォールトトレラント量子コンピュータの実現には、デコヒーレンスよりも高速な高忠実度スピン計測が必要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-01T02:59:04Z) - Exploration of superconducting multi-mode cavity architectures for
quantum computing [44.99833362998488]
トランスモン回路に結合した超伝導無線周波数(SRF)キャビティは、高コヒーレンスな量子情報プロセッサを構築する上で有望なプラットフォームであることが証明されている。
本稿では,多セルSRF空洞の設計最適化プロセスについて述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-22T19:02:23Z) - Enhancing Quantum Annealing in Digital-Analog Quantum Computing [0.0]
デジタルアナログ量子コンピューティング(DAQC)は、実用的な量子コンピュータを構築する際の課題に対処するための有望なアプローチを提供する。
本稿では,量子アニールの性能向上を目的としたアルゴリズムを提案する。
本研究では、量子回路を用いた量子データ処理が、量子情報を捨てる古典的なデータ処理より優れていることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-03T09:16:15Z) - Decomposition of Matrix Product States into Shallow Quantum Circuits [62.5210028594015]
テンソルネットワーク(TN)アルゴリズムは、パラメタライズド量子回路(PQC)にマッピングできる
本稿では,現実的な量子回路を用いてTN状態を近似する新しいプロトコルを提案する。
その結果、量子回路の逐次的な成長と最適化を含む1つの特定のプロトコルが、他の全ての手法より優れていることが明らかとなった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-01T17:08:41Z) - A scalable superconducting quantum simulator with long-range
connectivity based on a photonic bandgap metamaterial [0.0]
超伝導フォトニックバンドギャップメタマテリアルに局所的に接続された量子ビットの線形配列に基づく量子シミュレータアーキテクチャを提案する。
メタマテリアルは量子バスとして、量子ビットと量子ビットの相互作用を媒介し、また多重量子ビット状態測定のための読み出しチャネルとして機能する。
我々は、量子多体カオスに基づく測定効率の高いプロトコルを用いて、システムのハミルトニアンを特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-26T06:51:54Z) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T20:16:02Z) - Rapid characterisation of linear-optical networks via PhaseLift [51.03305009278831]
集積フォトニクスは優れた位相安定性を提供し、半導体産業によって提供される大規模な製造性に依存することができる。
このような光回路に基づく新しいデバイスは、機械学習アプリケーションにおいて高速でエネルギー効率の高い計算を約束する。
線形光ネットワークの転送行列を再構成する新しい手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-01T16:04:22Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。