論文の概要: Fast ZZ-Free Entangling Gates for Superconducting Qubits Assisted by a Driven Resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01332v1
• Date: Thu, 2 Nov 2023 15:42:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-03 13:02:18.218356
• Title: Fast ZZ-Free Entangling Gates for Superconducting Qubits Assisted by a Driven Resonator
• Title（参考訳）: 駆動共振器を用いた超電導量子ビット用高速ZZフリーエンタングゲート
• Authors: Ziwen Huang, Taeyoon Kim, Tanay Roy, Yao Lu, Alexander Romanenko, Shaojiang Zhu, Anna Grassellino
• Abstract要約: 量子ビット間の不規則な相互作用をキャンセルする簡単なスキームを提案する。 このようなスキームにより,短時間かつ高忠実なエンタングルゲートが実現可能であることを数値的に示す。 我々のアーキテクチャはZZフリーであるだけでなく、余分なノイズ成分も含まない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.152052307404
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineering high-fidelity two-qubit gates is an indispensable step toward practical quantum computing. For superconducting quantum platforms, one important setback is the stray interaction between qubits, which causes significant coherent errors. For transmon qubits, protocols for mitigating such errors usually involve fine-tuning the hardware parameters or introducing usually noisy flux-tunable couplers. In this work, we propose a simple scheme to cancel these stray interactions. The coupler used for such cancellation is a driven high-coherence resonator, where the amplitude and frequency of the drive serve as control knobs. Through the resonator-induced-phase (RIP) interaction, the static ZZ coupling can be entirely neutralized. We numerically show that such a scheme can enable short and high-fidelity entangling gates, including cross-resonance CNOT gates within 40 ns and adiabatic CZ gates within 140 ns. Our architecture is not only ZZ free but also contains no extra noisy components, such that it preserves the coherence times of fixed-frequency transmon qubits. With the state-of-the-art coherence times, the error of our cross-resonance CNOT gate can be reduced to below 1e-4.
• Abstract（参考訳）: 高度な2量子ビットゲートのエンジニアリングは、実用的な量子コンピューティングへの不可欠のステップである。 超伝導量子プラットフォームでは、量子ビット間の不規則な相互作用が大きなコヒーレントな誤差を引き起こす。 トランスモンキュービットの場合、そのようなエラーを緩和するためのプロトコルは、ハードウェアパラメータを微調整したり、通常ノイズの多いフラックス調整可能な結合器を導入したりする。 本研究では,これらの不規則な相互作用をキャンセルする簡単なスキームを提案する。 このようなキャンセルに用いられるカプラは駆動型高コヒーレンス共振器であり、駆動の振幅と周波数が制御ノブとして機能する。 共振器誘起相(RIP)相互作用により、静的ZZ結合は完全に中和される。 我々は,40 ns以内のクロス共振CNOTゲートや140 ns以内の断熱CZゲートなど,短時間かつ高忠実なエンタングゲートを実現することができることを示す。 我々のアーキテクチャはzzフリーであるだけでなく、固定周波数トランスモンキュービットのコヒーレンス時間を保存するため、余分なノイズ成分も含まない。 最先端のコヒーレンス時間では、交差共振cnotゲートの誤差を1e-4以下に減らすことができる。

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