論文の概要: Coupler-Assisted Leakage Reduction for Scalable Quantum Error Correction with Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16155v2
• Date: Tue, 29 Oct 2024 08:53:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:36:42.850446
• Title: Coupler-Assisted Leakage Reduction for Scalable Quantum Error Correction with Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 超電導量子ビットによるスケーラブル量子誤差補正のためのカプラ支援漏洩低減
• Authors: Xiaohan Yang, Ji Chu, Zechen Guo, Wenhui Huang, Yongqi Liang, Jiawei Liu, Jiawei Qiu, Xuandong Sun, Ziyu Tao, Jiawei Zhang, Jiajian Zhang, Libo Zhang, Yuxuan Zhou, Weijie Guo, Ling Hu, Ji Jiang, Yang Liu, Xiayu Linpeng, Tingyong Chen, Yuanzhen Chen, Jingjing Niu, Song Liu, Youpeng Zhong, Dapeng Yu,
• Abstract要約: 非計算状態へのリークは超伝導回路を含む量子システムにおいて一般的な問題である。 大規模超伝導量子プロセッサにおいて広く採用されているチューナブルカプラを用いた漏れ低減手法を提案し,実証する。 さらに、高い効率(98.1%)と計算サブスペース(0.58%)でのエラー率の低いキュービットレベルへのリークを低減し、QECサイクル中の時間関連エラーを抑制する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.641408987868154
• License:
• Abstract: Superconducting qubits are a promising platform for building fault-tolerant quantum computers, with recent achievement showing the suppression of logical error with increasing code size. However, leakage into non-computational states, a common issue in practical quantum systems including superconducting circuits, introduces correlated errors that undermine QEC scalability. Here, we propose and demonstrate a leakage reduction scheme utilizing tunable couplers, a widely adopted ingredient in large-scale superconducting quantum processors. Leveraging the strong frequency tunability of the couplers and stray interaction between the couplers and readout resonators, we eliminate state leakage on the couplers, thus suppressing space-correlated errors caused by population propagation among the couplers. Assisted by the couplers, we further reduce leakage to higher qubit levels with high efficiency (98.1%) and low error rate on the computational subspace (0.58%), suppressing time-correlated errors during QEC cycles. The performance of our scheme demonstrates its potential as an indispensable building block for scalable QEC with superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、フォールトトレラントな量子コンピュータを構築するための有望なプラットフォームであり、コードサイズの増加に伴う論理エラーの抑制を示す最近の成果である。 しかし、超伝導回路を含む実用的な量子システムにおいて一般的な問題である非計算状態へのリークは、QECスケーラビリティを損なう相関誤差を導入している。 本稿では,大規模超伝導量子プロセッサにおいて広く採用されているチューナブルカプラを用いた漏れ低減手法を提案し,実証する。 共振器とリードアウト共振器の共振器と共振器の強い周波数調整性を活用し, 共振器の状態漏洩を排除し, 共振器間の共振による空間関連誤差を抑制する。 また, カプラの補助により, 高効率98.1%, 計算部分空間0.58%の低誤差率で高い量子ビットレベルへのリークを低減し, QECサイクル中の時間関連エラーを抑制する。 提案手法の性能は,超伝導量子ビットを用いたスケーラブルQECにおいて,必要不可欠なビルディングブロックとしての可能性を示している。

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