論文の概要: Magnon-mediated quantum gates for superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14967v2
• Date: Tue, 10 Sep 2024 08:05:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-11 22:52:03.546870
• Title: Magnon-mediated quantum gates for superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットのためのマグノンを介する量子ゲート
• Authors: Martijn Dols, Sanchar Sharma, Lenos Bechara, Yaroslav M. Blanter, Marios Kounalakis, Silvia Viola Kusminskiy,
• Abstract要約: 本稿では、2つの超伝導トランスモン量子ビットに誘導結合した磁性粒子からなるハイブリッド量子システムを提案する。 このシステムは,3つの異なるキュービット-キュービット相互作用系に調整可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a hybrid quantum system consisting of a magnetic particle inductively coupled to two superconducting transmon qubits, where qubit-qubit interactions are mediated via magnons. We show that the system can be tuned into three different regimes of effective qubit-qubit interactions, namely a transverse ($XX + YY$), a longitudinal ($ZZ$) and a non-trivial $ZX$ interaction. In addition, we show that an enhanced coupling can be achieved by employing an ellipsoidal magnet, carrying anisotropic magnetic fluctuations. We propose a scheme for realizing two-qubit gates, and simulate their performance under realistic experimental conditions. We find that iSWAP and CZ gates can be performed in this setup with an average fidelity $\gtrsim 99 \% $ , while an iCNOT gate can be applied with an average fidelity $\gtrsim 88 \%$. Our proposed hybrid circuit architecture offers an alternative platform for realizing two-qubit gates between superconducting qubits and could be employed for constructing qubit networks using magnons as mediators.
• Abstract（参考訳）: 2つの超伝導トランスモン量子ビットに誘導結合した磁性粒子からなるハイブリッド量子系を提案し、量子ビット-量子ビット相互作用はマグノンを介して媒介される。 このシステムは,3種類の実効量子ビット相互作用,すなわち横(XX+YY$),縦(ZZ$),非自明な$ZX$相互作用に調整可能であることを示す。 また, 楕円形磁石を用いて異方性磁気揺らぎを発生させることにより, 結合性の向上を図っている。 本研究では,2量子ゲートの実現手法を提案し,現実的な実験条件下での性能をシミュレートする。 iSWAP と CZ ゲートは平均フィデリティ $\gtrsim 99 \% $ で、iCNOT ゲートは平均フィデリティ $\gtrsim 88 \%$で適用できる。 提案するハイブリッド回路アーキテクチャは,超伝導量子ビット間の2量子ゲートを実現するための代替プラットフォームを提供し,マグノンをメディエータとする量子ビットネットワークの構築に利用することができる。

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