論文の概要: Designing high-fidelity two-qubit gates between fluxonium qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07242v3
• Date: Mon, 30 Sep 2024 01:59:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-02 16:32:24.367396
• Title: Designing high-fidelity two-qubit gates between fluxonium qubits
• Title（参考訳）: フラクソニウム量子ビット間の高忠実二量子ゲートの設計
• Authors: Emma L. Rosenfeld, Connor T. Hann, David I. Schuster, Matthew H. Matheny, Aashish A. Clerk,
• Abstract要約: 本稿では,フッソニウム量子ビット間の2量子ゲートを最小誤差,速度,制御の簡易化のために提案する。 我々のアーキテクチャは、線形共振器を介して結合された2つのフラクソニウムからなる。 オープンシステムの平均CZゲート不忠実度は70nsで1.86倍10-4$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19528996680336308
• License:
• Abstract: We take a bottom-up, first-principles approach to design a two-qubit gate between fluxonium qubits for minimal error, speed, and control simplicity. Our proposed architecture consists of two fluxoniums coupled via a linear resonator. Using a linear coupler introduces the possibility of material optimization for suppressing its loss, enables efficient driving of state-selective transitions through its large charge zero point fluctuation, reduces sensitivity to junction aging, and partially mitigates coherent coupling to two-level systems. Crucially, a resonator-as-coupler approach also suggests a clear path to increased connectivity between fluxonium qubits, by reducing capacitive loading when the coupler has a high impedance. After performing analytic and numeric analyses of the circuit Hamiltonian and gate dynamics, we tune circuit parameters to destructively interfere sources of coherent error, revealing an efficient, fourth-order scaling of coherent error with gate duration. For component properties from the literature, we predict an open-system average CZ gate infidelity of $1.86 \times 10^{-4}$ in 70ns.
• Abstract（参考訳）: 我々は、最小限の誤差、速度、制御の単純さのために、フラクソニウム量子ビット間の2量子ゲートを設計するために、ボトムアップの第1原理のアプローチをとる。 提案アーキテクチャは、線形共振器を介して結合された2つのフラクソニウムからなる。 線形カプラは、損失を抑制するための材料最適化の可能性を導入し、大きな電荷ゼロ点変動による状態選択遷移の効率的な駆動を可能にし、接合時効に対する感度を低下させ、2レベル系へのコヒーレント結合を部分的に緩和する。 重要なことに、共振器・アズ・カプラのアプローチは、カプラのインピーダンスが高いときに容量負荷を減らすことにより、フラクソニウム量子ビット間の接続性を高めるための明確な経路を示唆している。 回路ハミルトニアンおよびゲートダイナミクスの解析および数値解析を行った後、回路パラメータを調整してコヒーレントエラーの発生源を破壊的に妨害し、ゲート長によるコヒーレントエラーの効率的な4次スケーリングを明らかにする。 文献からの成分特性について、開系平均CZゲート不忠実度は70nsで1.86 \times 10^{-4}$と予測する。

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