論文の概要: Residual-$ZZ$-coupling suppression and fast two-qubit gate for Kerr-cat qubits based on level-degeneracy engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.00431v2
• Date: Mon, 27 Jan 2025 05:39:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 20:38:11.280544
• Title: Residual-$ZZ$-coupling suppression and fast two-qubit gate for Kerr-cat qubits based on level-degeneracy engineering
• Title（参考訳）: レベル縮退工学に基づくKerr-cat量子ビットの残差$Z$結合抑制と高速2量子ゲート
• Authors: Takaaki Aoki, Akiyoshi Tomonaga, Kosuke Mizuno, Shumpei Masuda,
• Abstract要約: 大規模量子コンピュータの構築には、高いオンオフ比を持つビット間カップリング方式が必要となる。 周波数可変カプラを持つ2つのKerr-cat量子ビットに対する$Z$-couplingスキームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Building large-scale quantum computers requires an interqubit-coupling scheme with a high on-off ratio to avoid unwanted crosstalk coming from residual coupling and to enable fast multi-qubit operations. We propose a $ZZ$-coupling scheme for two Kerr-cat qubits with a frequency-tunable coupler. By making four relevant states of the two Kerr-cat qubits quadruply degenerate, we can switch off the $ZZ$ coupling. By partially lifting the level degeneracy, we can switch it on. We theoretically show that an experimentally feasible circuit model suppresses the residual $ZZ$ coupling. Moreover, our circuit can realize $R_{ZZ}(-\pi/2)$-gate fidelity higher than $99.9\%$ within $18$ ns when decoherence is ignored. Our model includes the first-order terms in expansion beyond the rotating-wave approximation.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子コンピュータの構築には、残差結合による不要なクロストークを回避し、高速なマルチキュービット演算を実現するために、高いオンオフ比を持つビット間カップリング方式が必要となる。 周波数可変カプラを持つ2つのKerr-cat量子ビットに対する$Z$-couplingスキームを提案する。 2つのKerr-cat量子ビットの4つの関連状態を4次縮退させることで、$ZZ$結合をオフにすることができる。 レベルデジェネリティーを部分的に持ち上げることで、スイッチをオンにできます。 理論的には、実験可能な回路モデルが残余の$ZZ$結合を抑制することを示す。 さらに,回路はデコヒーレンスを無視した場合に,99.9\%以上の$R_{ZZ}(-\pi/2)$ゲート忠実度を実現することができる。 我々のモデルには、回転波近似を超えた拡張の1次項が含まれる。

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