論文の概要: Fast single-qubit gates for continuous dynamically decoupled systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.11821v1
• Date: Mon, 16 Dec 2024 14:37:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:56:15.935150
• Title: Fast single-qubit gates for continuous dynamically decoupled systems
• Title（参考訳）: 連続的動的疎結合系に対する高速単一量子ゲート
• Authors: Michael Senatore, Daniel L. Campbell, James A. Williams, Matthew D. LaHaye,
• Abstract要約: クロック、情報プロセッサ、通信ネットワーク、センサーにおける量子重畳を用いた性能は、縦方向ノイズに対する感度を低下させるために、注意状態と外部フィールドの選択に依存する。 我々は、周波数調整可能なCDDトランスモン超伝導回路上で、縦方向雑音に強く敏感な単一量子ビットゲートを$mathcalF=0.9947(1)$で示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Environmental noise that couples longitudinally to a quantum system dephases that system and can limit its coherence lifetime. Performance using quantum superposition in clocks, information processors, communication networks, and sensors depends on careful state and external field selection to lower sensitivity to longitudinal noise. In many cases time varying external control fields--such as the Hahn echo sequence originally developed for nuclear magnetic resonance applications--can passively correct for longitudinal errors. There also exist continuous versions of passive correction called continuous dynamical decoupling (CDD), or spin-locking depending on context. However, treating quantum systems under CDD as qubits has not been well explored. Here, we develop universal single-qubit gates that are ``fast'' relative to perturbative Rabi gates and applicable to any CDD qubit architecture. We demonstrate single-qubit gates with fidelity $\mathcal{F}=0.9947(1)$ on a frequency tunable CDD transmon superconducting circuit operated where it is strongly sensitive to longitudinal noise, thus establishing this technique as a potentially useful tool for operating qubits in applications requiring high fidelity under non-ideal conditions.
• Abstract（参考訳）: 量子系と縦に結合する環境騒音は、その系を崩壊させ、そのコヒーレンス寿命を制限することができる。 クロック、情報プロセッサ、通信ネットワーク、センサーにおける量子重畳を用いた性能は、縦方向ノイズに対する感度を低下させるために、注意状態と外部フィールドの選択に依存する。 多くの場合、核磁気共鳴の用途のために開発されたハーンエコーシーケンスのような様々な外部制御フィールドは、長手誤差に対してパッシブに修正できる。 また、連続力学デカップリング(CDD)と呼ばれる受動的補正の連続バージョンや、文脈によるスピンロックがある。 しかし、CDDの量子系を量子ビットとして扱うことは十分に研究されていない。 ここでは、摂動ラビゲートに対して「高速」な普遍的な単一キュービットゲートを開発し、任意のCDDキュービットアーキテクチャに適用する。 周波数調整可能なCDDトランスモン超伝導回路上では, 周波数調整可能な単一量子ビットゲートが動作し, 非理想条件下での高忠実性を必要とするアプリケーションにおいて, 量子ビットを動作させるための潜在的に有用なツールとして確立された。

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