論文の概要: Suppressing Counter-Rotating Errors for Fast Single-Qubit Gates with Fluxonium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08295v1
- Date: Wed, 12 Jun 2024 14:58:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-13 16:26:24.116606
- Title: Suppressing Counter-Rotating Errors for Fast Single-Qubit Gates with Fluxonium
- Title（参考訳）: フルクソニウムを用いた高速単一ビットゲートの反回転誤差抑制
- Authors: David A. Rower, Leon Ding, Helin Zhang, Max Hays, Junyoung An, Patrick M. Harrington, Ilan T. Rosen, Jeffrey M. Gertler, Thomas M. Hazard, Bethany M. Niedzielski, Mollie E. Schwartz, Simon Gustavsson, Kyle Serniak, Jeffrey A. Grover, William D. Oliver,
- Abstract要約: クビットデコヒーレンスは必然的に量子論理ゲートの忠実度を低下させる。
そのようなエラーチャネルの1つは、強い線形偏光駆動の反回転成分から生じる。
このエラーチャンネルを緩和するための2つの補完プロトコルを開発し、実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19878563004214328
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Qubit decoherence unavoidably degrades the fidelity of quantum logic gates. Accordingly, realizing gates that are as fast as possible is a guiding principle for qubit control, necessitating protocols for mitigating error channels that become significant as gate time is decreased. One such error channel arises from the counter-rotating component of strong, linearly polarized drives. This error channel is particularly important when gate times approach the qubit Larmor period and represents the dominant source of infidelity for sufficiently fast single-qubit gates with low-frequency qubits such as fluxonium. In this work, we develop and demonstrate two complementary protocols for mitigating this error channel. The first protocol realizes circularly polarized driving in circuit quantum electrodynamics (QED) through simultaneous charge and flux control. The second protocol -- commensurate pulses -- leverages the coherent and periodic nature of counter-rotating fields to regularize their contributions to gates, enabling single-qubit gate fidelities reliably exceeding $99.997\%$. This protocol is platform independent and requires no additional calibration overhead. This work establishes straightforward strategies for mitigating counter-rotating effects from strong drives in circuit QED and other platforms, which we expect to be helpful in the effort to realize high-fidelity control for fault-tolerant quantum computing.
- Abstract（参考訳）: クビットデコヒーレンスは必然的に量子論理ゲートの忠実度を低下させる。
したがって、可能な限り高速なゲートを実現することは、キュービット制御の指針であり、ゲート時間が減少するにつれて重要なエラーチャネルを緩和するためのプロトコルを必要とする。
そのようなエラーチャネルの1つは、強い線形偏光駆動の反回転成分から生じる。
このエラーチャネルは、ゲート時間がキュビットラーモア周期に近づいたときに特に重要であり、フラクソニウムのような低周波キュービットを持つ十分に高速な単一キュービットゲートの不忠実性の源となる。
本研究では,このエラーチャネルを緩和するための2つの補完プロトコルを開発し,実証する。
第1のプロトコルは、同時電荷制御とフラックス制御により、回路量子力学(QED)における円偏極駆動を実現する。
第2のプロトコル(コメンシュレートパルス)は、反回転フィールドのコヒーレントかつ周期的な性質を活用して、ゲートへのコントリビューションを規則化し、シングルキュービットゲート忠実度が99.997\%$を確実に超えるようにする。
このプロトコルはプラットフォームに依存しておらず、追加のキャリブレーションオーバーヘッドを必要としない。
本研究は, 耐故障性量子コンピューティングのための高忠実度制御を実現する上で, 回路QEDや他のプラットフォームにおいて, 強い駆動から反ローテーション効果を緩和するための簡単な戦略を確立するものである。
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