論文の概要: A high-efficiency plug-and-play superconducting qubit network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.16743v1
• Date: Tue, 23 Jul 2024 17:58:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-25 15:44:18.363261
• Title: A high-efficiency plug-and-play superconducting qubit network
• Title（参考訳）: 高効率プラグアンドプレイ超電導量子ビットネットワーク
• Authors: Michael Mollenhauer, Abdullah Irfan, Xi Cao, Supriya Mandal, Wolfgang Pfaff,
• Abstract要約: 我々は、再構成可能で拡張可能なネットワークで量子プロセッサをスケーリングするためのモジュラーアーキテクチャを導入する。 超伝導量子ビットデバイス間の分離可能なケーブルを用いた高効率配線を実証する。 観測された1%のエラー率では、相互接続による操作は耐故障性のしきい値である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Modular architectures are a promising approach to scale quantum devices to the point of fault tolerance and utility. Modularity is particularly appealing for superconducting qubits, as monolithically manufactured devices are limited in both system size and quality. Constructing complex quantum systems as networks of interchangeable modules can overcome this challenge through `Lego-like' assembly, reconfiguration, and expansion, in a spirit similar to modern classical computers. First prototypical superconducting quantum device networks have been demonstrated. Interfaces that simultaneously permit interchangeability and high-fidelity operations remain a crucial challenge, however. Here, we demonstrate a high-efficiency interconnect based on a detachable cable between superconducting qubit devices. We overcome the inevitable loss in a detachable connection through a fast pump scheme, enabling inter-module SWAP efficiencies at the 99%-level in less than 100 ns. We use this scheme to generate high-fidelity entanglement and operate a distributed logical dual-rail qubit. At the observed ~1% error rate, operations through the interconnect are at the threshold for fault-tolerance. These results introduce a modular architecture for scaling quantum processors with reconfigurable and expandable networks.
• Abstract（参考訳）: モジュールアーキテクチャは、量子デバイスをフォールトトレランスとユーティリティの点でスケールするための有望なアプローチである。 モジュラリティは、モノリシックに製造されたデバイスがシステムサイズと品質の両方に制限されているため、超伝導量子ビットに特に魅力的である。 交換可能なモジュールのネットワークとして複雑な量子システムを構築すれば、現代の古典的コンピュータと同様の精神で、'Lego-like'アセンブリ、再構成、拡張によってこの課題を克服することができる。 最初の試作型超伝導量子デバイスネットワークが実証された。 しかし、インターチェンジビリティと高忠実度操作を同時に許可するインターフェースは依然として重要な課題である。 本稿では,超伝導量子ビットデバイス間の分離可能なケーブルをベースとした高効率配線を実演する。 我々は,高速ポンプ方式で分離可能な接続の損失を克服し,モジュール間SWAP効率を99%レベルで100 ns以下で実現した。 我々はこのスキームを用いて高忠実な絡み合いを生成し、分散論理二重レール量子ビットを演算する。 観測された1%のエラー率では、相互接続による操作は耐故障性のしきい値である。 これらの結果は、再構成可能で拡張可能なネットワークで量子プロセッサをスケーリングするためのモジュラーアーキテクチャを導入している。

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