論文の概要: Scalable Low-overhead Superconducting Non-local Coupler with Exponentially Enhanced Connectivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.18902v1
- Date: Wed, 26 Feb 2025 07:29:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-27 14:55:37.579436
- Title: Scalable Low-overhead Superconducting Non-local Coupler with Exponentially Enhanced Connectivity
- Title（参考訳）: 指数的に高結合性を有するスケーラブル低オーバヘッド超電導非局所結合器
- Authors: Haonan Xiong, Jiahui Wang, Juan Song, Jize Yang, Zenghui Bao, Yan Li, Zhen-Yu Mi, Hongyi Zhang, Hai-Feng Yu, Yipu Song, Luming Duan,
- Abstract要約: 非局所接続を持つ量子誤り訂正符号は、大規模デバイス上で低いオーバーヘッドと優れた表面符号を発生させる。
実験では, クビットアレイを二分木連結グラフにマッピングする, チップ上の便利なカプラ長を実験的に示し, 余分なカプラ層を提案する。
スケーラブルな二分木構造と高忠実な非局所絡み合いにより、超伝導量子ビット系に新しい量子アルゴリズムを実装できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.54190299683856
- License:
- Abstract: Quantum error correction codes with non-local connections such as quantum low-density parity-check (qLDPC) incur lower overhead and outperform surface codes on large-scale devices. These codes are not applicable on current superconducting devices with nearest-neighbor connections. To rectify the deficiency in connectivity of superconducting circuit system, we experimentally demonstrate a convenient on-chip coupler of centimeters long and propose an extra coupler layer to map the qubit array to a binary-tree connecting graph. This mapping layout reduces the average qubit entangling distance from O(N) to O(logN), demonstrating an exponentially enhanced connectivity with eliminated crosstalk. The entangling gate with the coupler is performed between two fluxonium qubits, reaching a fidelity of 99.37 % while the system static ZZ rate remains as low as 144 Hz without active cancellation or circuit parameter targeting. With the scalable binary tree structure and high-fidelity non-local entanglement, novel quantum algorithms can be implemented on the superconducting qubit system, positioning it as a strong competitor to other physics systems regarding circuit connectivity.
- Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェック (qLDPC) のような非局所接続を持つ量子誤り訂正符号は、大規模デバイス上でのオーバーヘッドを低くし、表面コードよりも優れる。
これらの符号は、隣同士の接続が近い現在の超伝導デバイスには適用できない。
超伝導回路の接続性の欠如を是正するために, 量子ビットアレイを二分木連結グラフにマッピングする余分なカプラ層を提案する。
このマッピングレイアウトは、O(N) から O(logN) への平均量子ビットエンタングリング距離を減少させ、クロストークを排除して指数関数的に拡張された接続性を示す。
カプラとのエンタングゲートは2つのフラクソニウム量子ビット間で行われ、系の静的ZZレートはアクティブなキャンセルや回路パラメータのターゲティングなしで144Hzまで低いが99.37%に達する。
スケーラブルな二分木構造と高忠実な非局所絡み合いにより、超伝導量子ビット系に新しい量子アルゴリズムを実装でき、回路接続に関する他の物理系と強い競合関係にある。
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