論文の概要: Native approach to controlled-Z gates in inductively coupled fluxonium qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16040v1
• Date: Wed, 30 Aug 2023 13:57:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-31 13:13:09.979658
• Title: Native approach to controlled-Z gates in inductively coupled fluxonium qubits
• Title（参考訳）: 誘導結合フラクソニウム量子ビットにおける制御Zゲートのネイティブアプローチ
• Authors: Xizheng Ma, Gengyan Zhang, Feng Wu, Feng Bao, Xu Chang, Jianjun Chen, Hao Deng, Ran Gao, Xun Gao, Lijuan Hu, Honghong Ji, Hsiang-Sheng Ku, Kannan Lu, Lu Ma, Liyong Mao, Zhijun Song, Hantao Sun, Chengchun Tang, Fei Wang, Hongcheng Wang, Tenghui Wang, Tian Xia, Make Ying, Huijuan Zhan, Tao Zhou, Mengyu Zhu, Qingbin Zhu, Yaoyun Shi, Hui-Hai Zhao, Chunqing Deng
• Abstract要約: フラクソニウム量子ビットの帰納的結合スキームを提案し,実証する。 特に、束制御されたZZ-相互作用を組み込んで量子ビットの絡み合いを行う。 ゲート方式の有効性を確認することよりも、この高忠実度の結果は、有望だがほとんど探索されないパラメータ空間も明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.35115824340623
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The fluxonium qubits have emerged as a promising platform for gate-based quantum information processing. However, their extraordinary protection against charge fluctuations comes at a cost: when coupled capacitively, the qubit-qubit interactions are restricted to XX-interactions. Consequently, effective XX- or XZ-interactions are only constructed either by temporarily populating higher-energy states, or by exploiting perturbative effects under microwave driving. Instead, we propose and demonstrate an inductive coupling scheme, which offers a wide selection of native qubit-qubit interactions for fluxonium. In particular, we leverage a built-in, flux-controlled ZZ-interaction to perform qubit entanglement. To combat the increased flux-noise-induced dephasing away from the flux-insensitive position, we use a continuous version of the dynamical decoupling scheme to perform noise filtering. Combining these, we demonstrate a 20 ns controlled-Z (CZ) gate with a mean fidelity of 99.53%. More than confirming the efficacy of our gate scheme, this high-fidelity result also reveals a promising but rarely explored parameter space uniquely suitable for gate operations between fluxonium qubits.
• Abstract（参考訳）: fluxonium qubitsは、ゲートベースの量子情報処理の有望なプラットフォームとして登場した。 しかし、電荷ゆらぎに対する異常な保護はコストがかかる: 容量的に結合すると、量子ビット-量子相互作用はXX-相互作用に制限される。 したがって、効果的なxxまたはxz相互作用は、一時的に高エネルギー状態が占有されるか、マイクロ波駆動下で摂動効果を利用するかによってのみ構築される。 そこで我々は,フラックスニウムのネイティブ量子ビット相互作用の幅広い選択を提供する帰納的結合スキームを提案し,実証する。 特に、束制御されたZZ-相互作用を組み込んで量子ビットの絡み合いを行う。 フラックス非感受性位置からのフラックスノイズ誘起脱落の増大に対処するために,動的デカップリング方式の連続バージョンを用いてノイズフィルタリングを行う。 これらを組み合わせて、平均忠実度99.53%の20 ns制御Z(CZ)ゲートを実証する。 我々のゲートスキームの有効性を確かめるだけでなく、この高忠実性の結果は、フラックスニウム量子ビット間のゲート操作に一意に適する有望だが稀なパラメータ空間も明らかにしている。

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