論文の概要: Comprehensive explanation of ZZ coupling in superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15402v1
- Date: Tue, 27 Aug 2024 20:53:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-29 17:42:47.191112
- Title: Comprehensive explanation of ZZ coupling in superconducting qubits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットにおけるZZ結合の包括的説明
- Authors: Simon Pettersson Fors, Jorge Fernández-Pendás, Anton Frisk Kockum,
- Abstract要約: 超伝導量子コンピュータのスケールアップにおける大きな課題は、量子ビット間の不要な結合である。
本稿では、図式摂動理論と状態割当アルゴリズムを含む解析的および数値的手法を紹介する。
フラックス可変トランスモンカップラで接続された2つの固定周波数トランスモンキュービットからなるシステムに対して,これらの手法を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A major challenge for scaling up superconducting quantum computers is unwanted couplings between qubits, which lead to always-on ZZ couplings that impact gate fidelities by shifting energy levels conditional on qubit states. To tackle this challenge, we introduce analytical and numerical techniques, including a diagrammatic perturbation theory and a state-assignment algorithm, as well as a refined intuitive picture for the workings of the ZZ coupling. Together, these tools enable a deeper understanding of the mechanisms behind the ZZ coupling and facilitate finding parameter regions of weak and strong ZZ coupling. We showcase these techniques for a system consisting of two fixed-frequency transmon qubits connected by a flux-tunable transmon coupler. There, we find three types of parameter regions with zero or near-zero ZZ coupling, all of which are accessible with current technology. We furthermore find regions of strong ZZ coupling nearby, which may be used to implement adiabatic controlled-phase gates. Our methods are applicable to many types of qubits and open up for the design of large-scale quantum computers with improved gate fidelities.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピュータのスケールアップにおける大きな課題は、クビット間の不要な結合であり、クビット状態に条件付きエネルギー準位をシフトすることでゲート忠実性に影響を与える常時オンのZZ結合をもたらす。
この課題に対処するために、図式摂動理論と状態割当アルゴリズムを含む解析的および数値的手法、およびZZ結合の動作に対する洗練された直観的図形を導入する。
これらのツールによって、ZZ結合の背後にあるメカニズムのより深い理解が可能になり、弱いZZ結合と強いZZ結合のパラメータ領域の発見が容易になる。
フラックス可変トランスモンカップラで接続された2つの固定周波数トランスモンキュービットからなるシステムに対して,これらの手法を実証する。
そこでは,ZZ結合がゼロあるいはゼロに近い3種類のパラメータ領域が見つかる。
さらに, 断熱制御相ゲートの実装に使用されるZZ結合の強い領域が近くにあることも見いだされる。
提案手法は様々な種類の量子ビットに適用可能であり,ゲート忠実度を向上した大規模量子コンピュータの設計にも適用可能である。
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