論文の概要: Eigen-SNAP gate for photonic qubits in a cavity-transmon system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.09292v1
• Date: Wed, 12 Mar 2025 11:38:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-13 15:38:35.471665
• Title: Eigen-SNAP gate for photonic qubits in a cavity-transmon system
• Title（参考訳）: 共振器・共振器系における光量子ビットの固有SNAPゲート
• Authors: Marcus Meschede, Ludwig Mathey,
• Abstract要約: 回路QED環境におけるフォトニック量子ビットに基づくプラットフォームを構築した。 トランスモンを介して結合された2つのキャビティに基づく多目的2量子ゲートを提案する。 これらの最適プロトコルの忠実度は、システムのコンポーネントのコヒーレンス時間によってのみ制限される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In the pursuit of robust quantum computing, we put forth a platform based on photonic qubits in a circuit-QED environment. Specifically, we propose a versatile two-qubit gate based on two cavities coupled via a transmon, constituting a selective number-dependent phase gate operating on the in-phase eigenmodes of the two cavities, the Eigen-SNAP gate. This gate natively operates in the dispersive coupling regime of the cavities and the transmon, and operates by driving the transmon externally, to imprint desired phases on the number states. As an example for the utility of the Eigen-SNAP gate, we implement a $\sqrt{\text{SWAP}}$ gate on a system of two logical bosonic qubits encoded in the cavities. Further, we use numerical optimization to determine the optimal implementation of the $\sqrt{\text{SWAP}}$. We find that the fidelities of these optimal protocols are only limited by the coherence times of the system's components. These findings pave the way to continuous variable quantum computing in cavity-transmon systems.
• Abstract（参考訳）: 堅牢な量子コンピューティングの追求において,我々は,回路QED環境におけるフォトニック量子ビットに基づくプラットフォームを構築した。 具体的には、2つのキャビティをトランスモンを介して結合した2つのキャビティに基づく多目的2量子ゲートを提案し、2つのキャビティのインフェーズ固有モードであるEigen-SNAPゲート上で動作する選択的な数依存位相ゲートを構成する。 このゲートは、キャビティとトランスモンの分散結合系でネイティブに動作し、トランスモンを外部に駆動して、所望の位相を数状態に印加する。 固有SNAPゲートの効用例として、キャビティに符号化された2つの論理ボソニック量子ビットのシステムに$\sqrt{\text{SWAP}}$ gateを実装している。 さらに、数値最適化を用いて$\sqrt{\text{SWAP}}$の最適実装を決定する。 これらの最適プロトコルの忠実度は、システムのコンポーネントのコヒーレンス時間によってのみ制限される。 これらの知見はキャビティ・トランモン系における連続可変量子コンピューティングへの道を開いた。

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