論文の概要: High-performance multiqubit system with double-transmon couplers: Toward scalable superconducting quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05361v2
- Date: Wed, 21 Aug 2024 21:57:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-23 19:45:30.430490
- Title: High-performance multiqubit system with double-transmon couplers: Toward scalable superconducting quantum computers
- Title（参考訳）: 二重共振器を用いた高性能マルチキュービットシステム:スケーラブル超伝導量子コンピュータを目指して
- Authors: Kentaro Kubo, Yinghao Ho, Hayato Goto,
- Abstract要約: 2つのDouble-transmon coupler(DTC)を介して結合された3つの固定周波数キュービットの系を数値解析する。
DTCは、最近提案されたチューナブルカプラであり、2つの固定周波数トランスモンが共有ループを介して結合され、追加のジョセフソン接合が設けられている。
分離された2量子ビット系と同様に、DTCは望ましくない残余結合を十分に低減することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Tunable couplers in superconducting quantum computers have enabled fast and accurate two-qubit gates, with reported high fidelities over 99% in various architectures and gate implementation schemes. However, there are few tunable couplers whose performance in multi-qubit systems is clarified, except for the most widely used one: single-transmon coupler (STC). Achieving similar accuracy to isolated two-qubit systems remains challenging due to various undesirable couplings but is necessary for scalability. In this work, we numerically analyze a system of three fixed-frequency qubits coupled via two double-transmon couplers (DTCs) where nearest-neighbor qubits are highly detuned and also next nearest-neighbor ones are nearly resonant. The DTC is a recently proposed tunable coupler, which consists of two fixed-frequency transmons coupled through a common loop with an additional Josephson junction. We find that the DTC can not only reduce undesired residual couplings sufficiently, as well as in isolated two-qubits systems, but also enables implementations of 30-ns CZ gates and individual and simultaneous 10-ns $\pi/2$ pulses with fidelities over 99.99%. For comparison, we also investigate the system where the DTCs are replaced by the STCs. The results show that the DTC outperforms the STC in terms of both residual coupling suppression and gate accuracy in the above systems. From these results, we expect that the DTC architecture is promising for realizing high-performance, scalable superconducting quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピュータにおけるチューナブルカップラは、高速で正確な2量子ビットゲートを実現し、様々なアーキテクチャやゲートの実装スキームにおいて99%以上の高忠実性が報告されている。
しかし、マルチキュービットシステムの性能が明確化されているチューナブルカプラは少ないが、最も広く使われているのはシングルトランスモンカプラ(STC)である。
分離された2量子ビットシステムと同じような精度を達成することは、様々な望ましくない結合のために依然として困難であるが、スケーラビリティには必要である。
本研究では,2つの二重共振器(DTC)を介して結合された3つの固定周波数キュービットの系を数値解析する。
DTCは、最近提案されたチューナブルカプラであり、2つの固定周波数トランスモンが共有ループを介して結合され、追加のジョセフソン接合が設けられている。
DTCは、望ましくない残余結合を十分に低減できるだけでなく、分離された2量子ビットシステムでも30nsのCZゲートと、99.99%以上の忠実度を持つ10ns$\pi/2$パルスの実装を可能にする。
また, DTC を STC に置き換えるシステムについても検討する。
以上の結果から, DTCは残結合抑制とゲート精度の両方の観点から, STCよりも優れていた。
これらの結果から、DTCアーキテクチャは高性能でスケーラブルな超伝導量子コンピュータの実現に期待できる。
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