論文の概要: Multiplexed control scheme for scalable quantum information processing with superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06911v1
• Date: Tue, 12 Dec 2023 00:42:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-12-13 17:48:42.623756
• Title: Multiplexed control scheme for scalable quantum information processing with superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットを用いたスケーラブル量子情報処理のための多重制御方式
• Authors: Pan Shi, Jiahao Yuan, Fei Yan, Haifeng Yu
• Abstract要約: 従来は個々の回路で制御されていた超伝導量子ビットは、現在、非常に困難なスケーラビリティの課題に直面している。 本稿では、複数のキュービットとカプラを操作するために共有制御線を効率的に活用する多重化制御方式を提案する。 このスキームは近い将来、制御線路の数を1桁から2桁に減らす可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.939978118889927
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The advancement of scalable quantum information processing relies on the accurate and parallel manipulation of a vast number of qubits, potentially reaching into the millions. Superconducting qubits, traditionally controlled through individual circuitry, currently face a formidable scalability challenge due to the excessive use of wires. This challenge is nearing a critical point where it might soon surpass the capacities of on-chip routing, I/O packaging, testing platforms, and economically feasible solutions. Here we introduce a multiplexed control scheme that efficiently utilizes shared control lines for operating multiple qubits and couplers. By integrating quantum hardware-software co-design, our approach utilizes advanced techniques like frequency multiplexing and individual tuning. This enables simultaneous and independent execution of single- and two-qubit gates with significantly simplified wiring. This scheme has the potential to diminish the number of control lines by one to two orders of magnitude in the near future, thereby substantially enhancing the scalability of superconducting quantum processors.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子情報処理の進歩は、膨大な数の量子ビットの正確かつ並列な操作に依存し、数百万に到達する可能性がある。 超伝導量子ビットは伝統的に個々の回路で制御されており、ワイヤの過剰使用によりスケーラビリティの課題に直面している。 この課題は、オンチップルーティング、I/Oパッケージング、テストプラットフォーム、経済的に実現可能なソリューションの容量をすぐに超える重要なポイントに近づいている。 本稿では,複数のキュービットとカプラを操作するための共有制御線を効率的に利用する多重化制御方式を提案する。 量子ハードウェアとソフトウェアの共同設計を統合することで、周波数多重化や個別チューニングといった高度な技術を活用する。 これにより、1ビットと2ビットのゲートの同時実行と独立実行が可能となり、配線は大幅に簡略化された。 このスキームは近い将来、制御線路の数を1桁から2桁に減らし、超伝導量子プロセッサのスケーラビリティを大幅に向上させる可能性がある。

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