論文の概要: Capacitively Shunted Double-Transmon Coupler Realizing Bias-Free Idling and High-Fidelity CZ Gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.03053v1
• Date: Tue, 04 Mar 2025 23:35:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-06 15:51:51.883143
• Title: Capacitively Shunted Double-Transmon Coupler Realizing Bias-Free Idling and High-Fidelity CZ Gate
• Title（参考訳）: バイアスフリーアイドリングと高忠実度CZゲートを実現する2段共振器キャパシタ
• Authors: Rui Li, Kentaro Kubo, Yinghao Ho, Zhiguang Yan, Shinichi Inoue, Yasunobu Nakamura, Hayato Goto,
• Abstract要約: 近年,超伝導量子プロセッサのビルディングブロックとして,Double-transmon coupler (DTC) を用いた高忠実CZゲートが実証されている。 ゼロフラックスバイアス下でDTCの2つのトランスモン間にシャント容量を導入することで,新しい結合方式を提案し,実験的に実現した。 我々は, 静電容量誘導DTCの広い動作フラックス範囲を実験的に実証し, 注意深い磁気遮蔽でも残留フラックスが存在するという課題を解決した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3738019038935292
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• Abstract: A high-fidelity CZ gate utilizing a double-transmon coupler (DTC) has recently been demonstrated as a building block for superconducting quantum processors. Like many other kinds of tunable couplers, however, the DTC requires a finite DC current for flux-biasing the coupler at the idling point to turn off the coupling, necessitating extra care for wiring and heat-load management. To address this issue, we theoretically propose and experimentally realize a novel coupling scheme by introducing a shunt capacitance between the two transmons of the DTC at zero-flux bias, which demonstrates high-fidelity CZ-gate performance comparable to the previous DTC. Through a comprehensive error budget analysis using multiple randomized benchmarking methods, we also identify that the current fidelity is limited by the decoherence through the coupler. Moreover, we experimentally demonstrate the wide operational flux range of the capacitively shunted DTC, which solves the challenging issue of remnant flux existing even with careful magnetic shielding.
• Abstract（参考訳）: 近年,超伝導量子プロセッサのビルディングブロックとして,Double-transmon coupler (DTC) を用いた高忠実CZゲートが実証されている。 しかし、他の多くの調整可能なカプラと同様に、DTCは結合を遮断し、配線と熱負荷管理に余分な注意を払うために、アイドリングポイントでカプラを偏流させるための有限直流電流を必要とする。 この問題に対処するために、ゼロフラックスバイアスでDTCの2つのトランスモン間のシャント容量を導入し、従来のDTCに匹敵する高忠実度CZゲート性能を示す新しい結合方式を理論的に提案、実験的に実現した。 複数のランダム化ベンチマーク手法を用いた総合的エラー予算分析により、カプラによるデコヒーレンスによって現在の忠実度が制限されていることも確認した。 さらに, 静電容量誘導DTCの広い動作フラックス範囲を実験的に実証し, 注意深い磁気遮蔽でも残留フラックスが存在するという課題を解決した。

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