論文の概要: In situ Qubit Frequency Tuning Circuit for Scalable Superconducting Quantum Computing: Scheme and Experiment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21415v1
- Date: Wed, 31 Jul 2024 08:02:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-01 12:47:12.353743
- Title: In situ Qubit Frequency Tuning Circuit for Scalable Superconducting Quantum Computing: Scheme and Experiment
- Title（参考訳）: スケーラブル超伝導量子コンピューティングのための In situ Qubit 周波数調整回路:スキームと実験
- Authors: Lei Jiang, Yu Xu, Shaowei Li, Zhiguang Yan, Ming Gong, Tao Rong, Chenyin Sun, Tianzuo Sun, Tao Jiang, Hui Deng, Chen Zha, Jin Lin, Fusheng Chen, Qingling Zhu, Yangsen Ye, Hao Rong, Kai Yan, Sirui Cao, Yuan Li, Shaojun Guo, Haoran Qian, Yisen Hu, Yulin Wu, Yuhuai Li, Gang Wu, Xueshen Wang, Shijian Wang, Wenhui Cao, Yeru Wang, Jinjin Li, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: In situ超伝導回路を用いてキュービット周波数を調整できるスケーラブルなスキームを提案する。
我々の研究は超伝導量子プロセッサの大規模制御の道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.955959205144353
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Frequency tunable qubit plays a significant role for scalable superconducting quantum processors. The state-of-the-art room-temperature electronics for tuning qubit frequency suffers from unscalable limit, such as heating problem, linear growth of control cables, etc. Here we propose a scalable scheme to tune the qubit frequency by using in situ superconducting circuit, which is based on radio frequency superconducting quantum interference device (rf-SQUID). We demonstrate both theoretically and experimentally that the qubit frequency could be modulated by inputting several single pulses into rf-SQUID. Compared with the traditional scheme, our scheme not only solves the heating problem, but also provides the potential to exponentially reduce the number of cables inside the dilute refrigerator and the room-temperature electronics resource for tuning qubit frequency, which is achieved by a time-division-multiplex (TDM) scheme combining rf-SQUID with switch arrays. With such TDM scheme, the number of cables could be reduced from the usual $\sim 3n$ to $\sim \log_2{(3n)} + 1$ for two-dimensional quantum processors comprising $n$ qubits and $\sim 2n$ couplers. Our work paves the way for large-scale control of superconducting quantum processor.
- Abstract（参考訳）: 周波数可変量子ビットは、スケーラブルな超伝導量子プロセッサにおいて重要な役割を果たす。
量子ビット周波数をチューニングするための最先端の室温エレクトロニクスは、加熱問題や制御ケーブルの線形成長など、計算不能な限界に悩まされている。
本稿では、無線周波数超伝導量子干渉装置(rf-SQUID)をベースとしたIn situ超伝導回路を用いて、量子ビット周波数の調整を行うスケーラブルな手法を提案する。
我々は、数個の単一パルスをrf-SQUIDに入力することで、量子ビット周波数を変調できることを理論的および実験的に証明した。
従来の方式と比較して,本方式は加熱問題を解くだけでなく,rf-SQUIDとスイッチアレイを組み合わせた時間分割多重化(TDM)方式により,希薄冷凍機内部のケーブル数を指数関数的に削減し,キュービット周波数をチューニングするための室温電子資源を提供する。
このような TDM スキームでは、ケーブルの数は通常の $\sim 3n$ から $\sim \log_2{(3n)} + 1$ に減らすことができる。
我々の研究は超伝導量子プロセッサの大規模制御の道を開いた。
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