論文の概要: Universal pulses for superconducting qudit ladder gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18339v1
- Date: Tue, 24 Dec 2024 10:54:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-25 15:54:38.970635
- Title: Universal pulses for superconducting qudit ladder gates
- Title(参考訳): 超伝導ラダーゲートのためのユニバーサルパルス
- Authors: Boxi Li, F. A. Cárdenas-López, Adrian Lupascu, Felix Motzoi,
- Abstract要約: 我々は、任意の隣接レベル間の一元的回転を発生させる普遍的なパルス構成を提案し、同じコヒーレントな誤差スケーリングはレベルインデックスとは無関係である。
提案手法はトランスモン回路上でテストされ,10~4ドルの誤差を目標とした様々なクディットサイズにおけるゲート忠実度を大幅に向上した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: Qudits, generalizations of qubits to multi-level quantum systems, offer enhanced computational efficiency relative to qubits by encoding more information per lattice cell. Utilizing the $d$-level manifold however requires very fast gate operations because the higher levels typically suffer from exponentially larger energy level dispersion, and hence exponentially stronger decoherence. We present a universal pulse construction to quickly generate unitary rotations between any adjacent levels, with the same coherent error scaling independent of the level index, and thereby providing a prescription for any gate in $SU(d)$. Our approach is tested on a transmon circuit, demonstrating significant improvements in gate fidelity across various qudit sizes aiming for $10^{-4}$ error. We show that the primary limitation in achieving high-fidelity operations arises from the coherence times of the higher energy levels. This method provides a scalable solution for improving qudit control and can be broadly applied to other quantum computing platforms with ladder structures.
- Abstract(参考訳): 量子ビットの多レベル量子システムへの一般化である量子ビットは、格子セルごとにより多くの情報を符号化することで、量子ビットに対する計算効率を向上する。
しかし、$d$レベルの多様体を利用することは、高レベルが典型的には指数関数的に大きいエネルギーレベルの分散に悩まされ、したがって指数関数的に強いデコヒーレンスを持つため、非常に速いゲート演算を必要とする。
我々は,任意のレベル間のユニタリ回転を高速に生成し,同一のコヒーレントな誤差スケーリングをレベルインデックスとは独立に行い,従って$SU(d)$の任意のゲートに対して処方則を提供する普遍パルス構成を提案する。
提案手法はトランスモン回路上でテストされ,10〜4ドルの誤差を目標とする様々なクディットサイズにおけるゲート忠実度が著しく向上したことを示す。
高いエネルギーレベルのコヒーレンス時間から高忠実度演算の達成における主な制限が生じることを示す。
この方法は、qudit制御を改善するスケーラブルなソリューションを提供し、はしご構造を持つ他の量子コンピューティングプラットフォームに広く適用することができる。
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