論文の概要: Efficient Qubit Calibration by Binary-Search Hamiltonian Tracking

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05386v2
• Date: Wed, 27 Aug 2025 06:07:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-28 14:51:02.895821
• Title: Efficient Qubit Calibration by Binary-Search Hamiltonian Tracking
• Title（参考訳）: 二進探索ハミルトン追跡による効率的な量子校正
• Authors: Fabrizio Berritta, Jacob Benestad, Lukas Pahl, Melvin Mathews, Jan A. Krzywda, Réouven Assouly, Youngkyu Sung, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Anasua Chatterjee, Jeffrey A. Grover, Jeroen Danon, William D. Oliver, Ferdinand Kuemmeth,
• Abstract要約: 我々は、共振駆動キュービットの周波数を調整するためのリアルタイムプロトコルを提案、実験的に実装する。 フラックス可変トランスモン量子ビットを安定化することにより,コヒーレンスとゲートの忠実度を向上させるアルゴリズムの有効性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.54622697112264
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present and experimentally implement a real-time protocol for calibrating the frequency of a resonantly driven qubit, achieving exponential scaling in calibration precision with the number of measurements, up to the limit imposed by decoherence. The real-time processing capabilities of a classical controller dynamically generate adaptive probing sequences for qubit-frequency estimation. Each probing evolution time and drive frequency are calculated to divide the prior probability distribution into two branches, following a locally optimal strategy that mimics a conventional binary search. The scheme does not require repeated measurements at the same setting, as it accounts for state preparation and measurement errors. Its use of a parametrized probability distribution favors numerical accuracy and computational speed. We show the efficacy of the algorithm by stabilizing a flux-tunable transmon qubit, leading to improved coherence and gate fidelity. As benchmarked by gate-set tomography, the field-programmable gate array (FPGA) powered control electronics partially mitigates non-Markovian noise, which is detrimental to quantum error correction. The mitigation is achieved by dynamically updating and feeding forward the qubit frequency. Our protocol highlights the importance of feedback in improving the calibration and stability of qubits subject to drift and can be readily applied to other qubit platforms.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、共振駆動キュービットの周波数を校正するリアルタイムプロトコルを試作し、デコヒーレンスによって課される限界まで、測定数に応じてキャリブレーション精度の指数的スケーリングを実現する。 古典的コントローラのリアルタイム処理能力は、キュービット周波数推定のための適応的なプローブシーケンスを動的に生成する。 各確率進化時間と駆動周波数を算出し、従来の二分探索を模倣した局所最適戦略に従って、事前確率分布を2つの分岐に分割する。 このスキームは、状態準備と測定誤差を考慮に入れているため、同じ設定で繰り返し測定する必要はない。 パラメータ化された確率分布を用いることで、数値的精度と計算速度が向上する。 フラックス可変トランスモン量子ビットを安定化することにより,コヒーレンスとゲートの忠実度を向上させるアルゴリズムの有効性を示す。 ゲートセットトモグラフィーによってベンチマークされたように、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)駆動制御エレクトロニクスは、量子誤り訂正に有害な非マルコフノイズを部分的に軽減する。 この緩和は、キュービット周波数を動的に更新し、前進させることによって達成される。 本プロトコルは,ドリフト対象のキュービットの校正と安定性向上におけるフィードバックの重要性を強調し,他のキュービットプラットフォームにも容易に適用可能である。

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