論文の概要: Cross-resonance control of an oscillator with a fluxonium ancilla
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18351v1
- Date: Thu, 25 Jul 2024 19:34:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 15:09:00.964272
- Title: Cross-resonance control of an oscillator with a fluxonium ancilla
- Title（参考訳）: フラクソニウムアンシラを用いた発振器のクロス共振制御
- Authors: Guo Zheng, Simon Lieu, Emma L. Rosenfeld, Kyungjoo Noh, Connor T. Hann,
- Abstract要約: アンシラとしてのフラキソニウムを用いたCDゲートスキームは、大きなノイズバイアスとミリ秒レベルの寿命を持つことが実験的に実証されている。
99.9%を超えるユニタリ忠実度を持つCDゲートと数百ナノ秒のゲートタイムを数値的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46603287532620735
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The conditional displacement (CD) gate between an oscillator and a discrete-variable ancilla plays a key role in quantum information processing tasks, such as enabling universal control of the oscillator and longitudinal readout of the qubit. However, the gate is unprotected against the propagation of ancilla decay errors and hence not fault-tolerant. Here, we propose a CD gate scheme with fluxonium as the ancilla, which has been experimentally demonstrated to have a large noise bias and millisecond-level lifetimes. The proposed gate is applied cross-resonantly by modulating the external flux of the fluxonium at the frequency of the target oscillator, which requires minimal hardware overhead and does not increase sensitivity to decoherence mechanisms like dephasing. We further provide a perturbative description of the gate mechanism and identify the error budget. Additionally, we develop an approximate procedure for choosing device and gate parameters that optimizes gate performance. Following the procedure for multiple sets of fluxonium parameters from the literature, we numerically demonstrate CD gates with unitary fidelity exceeding 99.9% and gate times of hundreds of nanoseconds.
- Abstract（参考訳）: 発振器と離散可変アンシラの間の条件変位(CD)ゲートは、発振器の普遍的な制御や量子ビットの長手読み取りなどの量子情報処理タスクにおいて重要な役割を果たす。
しかし、ゲートはアンシラ崩壊エラーの伝播に対して保護されず、そのため耐故障性はない。
そこで本研究では,アシラとしてフラキソニウムを用いたCDゲート方式を提案し,大きなノイズバイアスとミリ秒レベルの寿命を有することを実験的に実証した。
提案したゲートは、ターゲット発振器の周波数でフラキソニウムの外部フラックスを変調することにより、クロス共鳴的に適用される。
さらに、ゲート機構の摂動的記述を提供し、エラー予算を特定します。
さらに,ゲート性能を最適化するデバイスパラメータとゲートパラメータを近似的に選択する手法を開発した。
文献からのフラキソニウムパラメータの複数セットの手順に続いて、99.9%を超えるユニタリ忠実度を持つCDゲートと数百ナノ秒のゲートタイムを数値的に示す。
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