論文の概要: Tunable inductive coupler for high fidelity gates between fluxonium
qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05720v2
- Date: Mon, 25 Sep 2023 22:10:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-27 20:34:52.395270
- Title: Tunable inductive coupler for high fidelity gates between fluxonium
qubits
- Title（参考訳）: フラクソニウム量子ビット間の高忠実度ゲートに対する可変インダクティブカプラ
- Authors: Helin Zhang, Chunyang Ding, D. K. Weiss, Ziwen Huang, Yuwei Ma,
Charles Guinn, Sara Sussman, Sai Pavan Chitta, Danyang Chen, Andrew A. Houck,
Jens Koch, David I. Schuster
- Abstract要約: 2つの重フルオキソニウム量子ビット間の強い帰納結合を実現するチューナブルカプラを提案する。
これらの性質は高速で高忠実なシングルビットと2ビットのゲートにつながる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27638147714466216
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The fluxonium qubit is a promising candidate for quantum computation due to
its long coherence times and large anharmonicity. We present a tunable coupler
that realizes strong inductive coupling between two heavy-fluxonium qubits,
each with $\sim50$MHz frequencies and $\sim5$ GHz anharmonicities. The coupler
enables the qubits to have a large tuning range of $\textit{XX}$ coupling
strengths ($-35$ to $75$ MHz). The $\textit{ZZ}$ coupling strength is $<3$kHz
across the entire coupler bias range, and $<100$Hz at the coupler off-position.
These qualities lead to fast, high-fidelity single- and two-qubit gates. By
driving at the difference frequency of the two qubits, we realize a
$\sqrt{i\mathrm{SWAP}}$ gate in $258$ns with fidelity $99.72\%$, and by driving
at the sum frequency of the two qubits, we achieve a $\sqrt{b\mathrm{SWAP}}$
gate in $102$ns with fidelity $99.91\%$. This latter gate is only 5 qubit
Larmor periods in length. We run cross-entropy benchmarking for over $20$
consecutive hours and measure stable gate fidelities, with
$\sqrt{b\mathrm{SWAP}}$ drift ($2 \sigma$) $< 0.02\%$ and
$\sqrt{i\mathrm{SWAP}}$ drift $< 0.08\%$.
- Abstract（参考訳）: fluxonium qubitはその長いコヒーレンス時間と大きな非調和性のために量子計算の有望な候補である。
2つの重フルクソニウム量子ビット間の強い帰納結合を実現し,それぞれが$\sim50$MHz周波数と$\sim5$GHzアンハーモニシティを持つチューナブルカプラを提案する。
このカプラにより、qubitsは$\textit{xx}$ coupling strengths (-35$から75$ mhz)という大きなチューニング範囲を持つことができる。
$\textit{ZZ}$結合強度は、カプラバイアス範囲全体で$<3$kHz、カプラオフポジションでは$<100$Hzである。
これらの性質は高速で高忠実なシングルビットと2ビットのゲートにつながる。
2つの量子ビットの差分周波数で運転することで、99.72 %$の忠実度を持つ$258$nsの$\sqrt{i\mathrm{SWAP}}$ゲートと、2つの量子ビットの合計周波数で運転することで、99.91 %$の忠実度を持つ$102$nsの$ゲートを実現する。
後者のゲートは、長さが5キュービットのラルモア期間である。
クロスエントロピーベンチマークを20ドル以上連続して実行し、安定したゲート忠実度を測定します。$\sqrt{b\mathrm{SWAP}}$ drift$2 \sigma$) $<0.02\%$および$\sqrt{i\mathrm{SWAP}}$ drift$<08\%$です。
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