論文の概要: Parametric multi-element coupling architecture for coherent and
dissipative control of superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02203v1
- Date: Mon, 4 Mar 2024 16:49:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 18:08:12.353500
- Title: Parametric multi-element coupling architecture for coherent and
dissipative control of superconducting qubits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットのコヒーレント・散逸制御のためのパラメトリック多元結合アーキテクチャ
- Authors: G. B. P. Huber, F. A. Roy, L. Koch, I. Tsitsilin, J. Schirk, N. J.
Glaser, N. Bruckmoser, C. Schweizer, J. Romeiro, G. Krylov, M. Singh, F. X.
Haslbeck, M. Knudsen, A. Marx, F. Pfeiffer, C. Schneider, F. Wallner, D.
Bunch, L. Richard, L. S\"odergren, K. Liegener, M. Werninghaus, S. Filipp
- Abstract要約: 可変パラメトリック相互作用に基づく超伝導量子ビットアーキテクチャを提案し、2量子ゲートの実行、リセット、リークリカバリ、キュービットの読み出しを行う。
制御Zゲートの忠実度が9.30pm 0.23 %$、未条件でクビット基底状態が99.80pm 0.02 %$、リーク回復操作が9.5pm 0.3 %$であるリセット動作を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As systems for quantum computing keep growing in size and number of qubits,
challenges in scaling the control capabilities are becoming increasingly
relevant. Efficient schemes to simultaneously mediate coherent interactions
between multiple quantum systems and to reduce decoherence errors can minimize
the control overhead in next-generation quantum processors. Here, we present a
superconducting qubit architecture based on tunable parametric interactions to
perform two-qubit gates, reset, leakage recovery and to read out the qubits. In
this architecture, parametrically driven multi-element couplers selectively
couple qubits to resonators and neighbouring qubits, according to the frequency
of the drive. We consider a system with two qubits and one readout resonator
interacting via a single coupling circuit and experimentally demonstrate a
controlled-Z gate with a fidelity of $98.30\pm 0.23 \%$, a reset operation that
unconditionally prepares the qubit ground state with a fidelity of $99.80\pm
0.02 \%$ and a leakage recovery operation with a $98.5\pm 0.3 \%$ success
probability. Furthermore, we implement a parametric readout with a single-shot
assignment fidelity of $88.0\pm 0.4 \%$. These operations are all realized
using a single tunable coupler, demonstrating the experimental feasibility of
the proposed architecture and its potential for reducing the system complexity
in scalable quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングのシステムはサイズと量子ビットの数が増え続けているため、制御能力のスケーリングにおける課題はますます重要になっている。
複数の量子システム間のコヒーレント相互作用を同時に仲介し、デコヒーレンス誤差を減らす効率的なスキームは、次世代量子プロセッサの制御オーバーヘッドを最小化する。
本稿では,可変パラメトリック相互作用に基づく超伝導量子ビットアーキテクチャを用いて,2量子ビットゲートの実行,リセット,リーク回復,量子ビットの読み出しを行う。
このアーキテクチャでは、パラメトリック駆動された多要素結合器は、駆動周波数に応じて、共振器と隣接量子ビットに選択的にキュービットを結合する。
2つの量子ビットと1つの読み出し共振器が単一結合回路を介して相互作用するシステムを検討し、99.30\pm 0.23 \%$の忠実度を持つ制御zゲート、99.80\pm 0.02 \%$の無条件で量子ビット基底状態を準備するリセット操作、98.5\pm 0.3 \%$のリーク回復操作を実験的に実証する。
さらに、パラメトリック読み出しを行い、シングルショットの割り当てフィリティが8.0\pm 0.4 \%$である。
これらの操作はすべて、単一のチューナブルカプラを用いて実現され、提案アーキテクチャの実験的実現可能性と、スケーラブルな量子プロセッサにおけるシステムの複雑さを軽減する可能性を示す。
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