論文の概要: Hardware-Efficient Stabilization of Entanglement via Engineered Dissipation in Superconducting Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13321v1
- Date: Thu, 18 Jul 2024 09:21:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-19 16:00:23.971179
- Title: Hardware-Efficient Stabilization of Entanglement via Engineered Dissipation in Superconducting Circuits
- Title（参考訳）: 超伝導回路における工学的散逸による絡み合いのハードウェア効率よく安定化
- Authors: Changling Chen, Kai Tang, Yuxuan Zhou, KangYuan Yi, Xuan Zhang, Xu Zhang, Haosheng Guo, Song Liu, Yuanzhen Chen, Tongxing Yan, Dapeng Yu,
- Abstract要約: そこで,本研究では,メインストリームの超伝導量子回路で容易に実装可能な安定化プロトコルを提案し,実験的に実証する。
このプロトコルは2キュービットのベル状態を90.7%の忠実度で安定化させ、固体プラットフォームで最も高い価値が報告されている。
この戦略を3つの量子ビットを含むように拡張することにより、絡み合った$W$状態が86.2%の忠実度で達成されるが、これはこれまで実験的に研究されていない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.1866902657181
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Generation and preservation of quantum entanglement are among the primary tasks in quantum information processing. State stabilization via quantum bath engineering offers a resource-efficient approach to achieve this objective. However, current methods for engineering dissipative channels to stabilize target entangled states often require specialized hardware designs, complicating experimental realization and hindering their compatibility with scalable quantum computation architectures. In this work, we propose and experimentally demonstrate a stabilization protocol readily implementable in the mainstream integrated superconducting quantum circuits. The approach utilizes a Raman process involving a resonant (or nearly resonant) superconducting qubit array and their dedicated readout resonators to effectively emerge nonlocal dissipative channels. Leveraging individual controllability of the qubits and resonators, the protocol stabilizes two-qubit Bell states with a fidelity of $90.7\%$, marking the highest reported value in solid-state platforms to date. Furthermore, by extending this strategy to include three qubits, an entangled $W$ state is achieved with a fidelity of $86.2\%$, which has not been experimentally investigated before. Notably, the protocol is of practical interest since it only utilizes existing hardware common to standard operations in the underlying superconducting circuits, thereby facilitating the exploration of many-body quantum entanglement with dissipative resources.
- Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントの生成と保存は、量子情報処理の主要なタスクである。
量子バス工学による状態安定化は、この目的を達成するための資源効率の良いアプローチを提供する。
しかしながら、ターゲットの絡み合った状態を安定化するための現在の工学的散逸チャネルの手法は、しばしば特別なハードウェア設計を必要とし、実験的な実現を複雑にし、スケーラブルな量子計算アーキテクチャとの互換性を妨げている。
そこで本研究では,主成分である超伝導量子回路において容易に実装可能な安定化プロトコルを提案し,実験的に実証する。
このアプローチは、超伝導量子ビットアレイとその専用リードアウト共振器を含む共鳴(またはほぼ共鳴)ラマン過程を用いて、非局所散逸チャネルを効果的に発生させる。
量子ビットと共振器の個別制御性を活用し、このプロトコルは2ビットのベル状態が90.7 %$で安定化され、固体プラットフォームで最も高い値が報告されている。
さらに、この戦略を3つの量子ビットを含むように拡張することにより、絡み合った$W$状態が8.6.2\%の忠実度で達成される。
特に、このプロトコルは、基盤となる超伝導回路の標準動作に共通する既存のハードウェアのみを利用するため、多くのボディの量子絡みを消散性資源で探究しやすくするため、実際的な関心事である。
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