論文の概要: A multiplexed control architecture for superconducting qubits with
row-column addressing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03717v1
- Date: Wed, 6 Mar 2024 14:11:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 14:54:30.484565
- Title: A multiplexed control architecture for superconducting qubits with
row-column addressing
- Title（参考訳）: 列列アドレッシングを用いた超伝導量子ビットの多重化制御アーキテクチャ
- Authors: Peng Zhao
- Abstract要約: 本稿では,2種類の共有制御線,行線および列線を有する超伝導量子ビットに対する多重制御アーキテクチャを提案する。
このアーキテクチャは、量子エラー補正回路のような構造化量子回路の実行にスケーラブルである可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.23558342809427
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In state-of-the-art superconducting quantum processors, each qubit is
controlled by at least one control line that delivers control pulses generated
at room temperature to qubits at millikelvin temperatures. This strategy has
been successfully applied to control hundreds of qubits but is unlikely to be
scalable to control thousands of qubits, let alone millions or even billions of
qubits needed in fault-tolerance quantum computing. The reason for this is due
to the wiring challenge, the number of accommodated control lines is limited by
factors, such as the cooling power and physical space of the cryogenic system,
the control footprint area at the qubit chip level, and so on. Here, we
introduce a multiplexed control architecture for superconducting qubits with
two types of shared control lines, row and column lines, providing an efficient
approach for parallel controlling $N$ qubits with $O(\sqrt{N})$ control lines.
With the combination of the two-type shared lines, unique pairs of control
pulses are delivered to qubits on each row-column intersection, enabling
parallel qubit addressing. Of particular concern here is that, unlike
traditional gate schemes, both single- and two-qubit gates are implemented with
pairs of control pulses. Considering the inherent parallelism and the control
limitations, the integration of the architecture into quantum computing systems
should be tailored as much as possible to the specific properties of the
quantum circuits to be executed. As such, the architecture could be scalable
for executing structured quantum circuits, such as quantum error correction
circuits.
- Abstract（参考訳）: 最先端の超伝導量子プロセッサでは、各量子ビットは、室温で発生した制御パルスをミリケルビン温度でキュービットに伝達する少なくとも1つの制御線によって制御される。
この戦略は数百の量子ビットの制御に成功しているが、フォールトトレランス量子コンピューティングに必要な数百万から数十億の量子ビットを制御できるスケーラビリティは低い。
この原因は配線上の問題によるものであり、低温系の冷却力や物理空間、量子チップレベルの制御フットプリント面積などによって対応可能な制御線路の数は制限されている。
本稿では,2種類の共有制御線(行線と列線)を持つ超伝導量子ビットの多重化制御アーキテクチャを導入し,$o(\sqrt{n})$制御線で$n$ qubitsを並列に制御する効率的な手法を提案する。
2種類の共有線の組み合わせにより、一意な制御パルス対が各行列交差点のキュービットに配信され、並列キュービットアドレッシングが可能となる。
ここで特に懸念されるのは、従来のゲートスキームとは異なり、シングルビットと2ビットのゲートは制御パルスのペアで実装されていることである。
並列性や制御の制限を考えると、量子コンピューティングシステムへのアーキテクチャの統合は、実行すべき量子回路の特定の特性に対して可能な限り調整されるべきである。
したがって、アーキテクチャは、量子誤差補正回路のような構造化量子回路を実行するためにスケーラブルである。
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