論文の概要: Robust multi-mode superconducting qubit designed with evolutionary algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18895v1
- Date: Fri, 26 Jul 2024 17:47:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 12:39:55.425440
- Title: Robust multi-mode superconducting qubit designed with evolutionary algorithms
- Title（参考訳）: 進化的アルゴリズムを用いたロバスト多モード超伝導量子ビット
- Authors: P. García-Azorín, F. A. Cárdenas-López, G. B. P. Huber, G. Romero, M. Werninghaus, F. Motzoi, S. Filipp, M. Sanz,
- Abstract要約: マルチモード超伝導回路は、量子計算のための堅牢なシステムを構築するための有望なプラットフォームを提供する。
これまでの研究では、単一モードデバイスは複数のデコヒーレンス源に対して同時にレジリエンスを示すことができないことが示されている。
本稿では,超伝導量子プロセッサの構築において,適切な特性を見出すための道を開く装置を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multi-mode superconducting circuits offer a promising platform for engineering robust systems for quantum computation. Previous studies have shown that single-mode devices cannot simultaneously exhibit resilience against multiple decoherence sources due to conflicting protection requirements. In contrast, multi-mode systems offer increased flexibility and have proven capable of overcoming these fundamental limitations. Nevertheless, exploring multi-mode architectures is computationally demanding due to the exponential scaling of the Hilbert space dimension. Here, we present a multi-mode device designed using evolutionary optimization techniques, which have been shown to be effective for this computational task. The proposed device was optimized to feature an anharmonicity of a third of the qubit frequency and reduced energy dispersion caused by charge and magnetic flux fluctuations. It exhibits improvements over the fundamental errors limiting Transmon and Fluxonium coherence and manipulation, aiming for a balance between low depolarization error and fast manipulation; furthermore demonstrating robustness against fabrication errors, a major limitation in many proposed multi-mode devices. Overall, by striking a balance between coupling matrix elements and noise protection, we propose a device that paves the way towards finding proper characteristics for the construction of superconducting quantum processors.
- Abstract（参考訳）: マルチモード超伝導回路は、量子計算のための堅牢なシステムを構築するための有望なプラットフォームを提供する。
これまでの研究では、単一モードデバイスは保護要件の矛盾により複数のデコヒーレンスソースに対して同時にレジリエンスを示すことができないことが示されている。
対照的に、マルチモードシステムでは柔軟性が向上し、これらの基本的な制限を克服できることが証明されている。
それでも、ヒルベルト空間次元の指数的スケーリングのため、マルチモードアーキテクチャの探索は計算的に要求される。
本稿では,進化的最適化手法を用いて設計したマルチモードデバイスについて述べる。
提案装置は、量子ビット周波数の3分の1の非調和性と、電荷および磁束変動によるエネルギー分散の低減を最適化した。
トランスモンとフラクソニウムのコヒーレンスと操作の基本的なエラーを制限し、低脱分極誤差と高速操作のバランスを目標とし、さらに多くの提案されたマルチモードデバイスにおいて、製造エラーに対する堅牢性を示す。
全体として、結合行列要素とノイズ保護のバランスを崩すことで、超伝導量子プロセッサ構築の適切な特性を見出すための道を開く装置を提案する。
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