論文の概要: Self-correcting GKP qubit and gates in a driven-dissipative circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.05671v2
• Date: Thu, 10 Apr 2025 16:04:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-11 12:19:39.857386
• Title: Self-correcting GKP qubit and gates in a driven-dissipative circuit
• Title（参考訳）: 駆動散逸回路における自己補正GKP量子ビットとゲート
• Authors: Frederik Nathan, Liam O'Brien, Kyungjoo Noh, Matthew H. Matheny, Arne L. Grimsmo, Liang Jiang, Gil Refael,
• Abstract要約: 自己補正GKP量子ビットは、抵抗に結合した高インピーダンスLC回路と、制御可能なスイッチを介してジョセフソン接合により実現可能であることを示す。 スイッチの適切な制御と超電流測定による読み出し/初期化により実装された,指数関数的に堅牢な単一量子クリフォードゲートを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8960192929603623
• License:
• Abstract: We show that a self-correcting GKP qubit can be realized with a high-impedance LC circuit coupled to a resistor and a Josephson junction via a controllable switch. When activating the switch in a particular stepwise pattern, the resonator relaxes into a subspace of GKP states that encode a protected qubit. Under continued operation, the resistor dissipatively error-corrects the qubit against bit flips and decoherence by absorbing noise-induced entropy. We show that this leads to an exponential enhancement of coherence time (T1 and T2), even in the presence of extrinsic noise, imperfect control, and device parameter variations. We show the qubit supports exponentially robust single-qubit Clifford gates, implemented via appropriate control of the switch, and readout/initialization via supercurrent measurement. The qubit's self-correcting properties allows it to operate at ~1K temperatures and resonator Q factors down to ~1000 for realistic parameters, and make it amenable to parallel control through global control signals. We discuss how the effects of quasiparticle poisoning -- potentially, though not necessarily, a limiting factor -- might be mitigated. We finally demonstrate that a related device supports a self-correcting magic T gate.
• Abstract（参考訳）: 自己補正GKP量子ビットは、抵抗に結合した高インピーダンスLC回路と、制御可能なスイッチを介してジョセフソン接合により実現可能であることを示す。 特定のステップワイズパターンでスイッチを活性化すると、共振器は保護量子ビットを符号化するGKPの部分空間に緩和する。 継続動作では、抵抗器はノイズ誘起エントロピーを吸収することにより、ビットフリップとデコヒーレンスに対してキュービットを散逸的に補正する。 その結果,外部ノイズや不完全制御,デバイスパラメータの変動があっても,コヒーレンス時間(T1,T2)が指数関数的に向上することがわかった。 スイッチの適切な制御と超電流測定による読み出し/初期化により実装された,指数関数的に堅牢な単一量子クリフォードゲートを示す。 量子ビットの自己補正特性は、約1Kの温度で動作し、現実的なパラメータに対して共振器Q因子を約1000まで減らし、大域的な制御信号による並列制御を可能にする。 準粒子中毒の影響(必ずしも制限要因であるとは限らないが)が緩和される可能性について論じる。 ついに我々は、関連するデバイスが自己修正マジックTゲートをサポートすることを実証した。

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