論文の概要: Frequency-noise-insensitive universal control of Kerr-cat qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.09503v1
- Date: Wed, 12 Mar 2025 16:12:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-13 15:35:38.972949
- Title: Frequency-noise-insensitive universal control of Kerr-cat qubits
- Title（参考訳）: Kerr-cat量子ビットの周波数ノイズ非感受性普遍制御
- Authors: Lennart Maximilian Seifert, Connor T. Hann, Kyungjoo Noh,
- Abstract要約: 周波数不確かさがKerr-cat量子ビットの演算に及ぼす影響について検討する。
本稿では,Kerr-cat量子ビットにおける保護と可制御性のトレードオフを回避するための共通ゲートスキームを提案する。
この量子ビット設計の魅力的な応用には、調整可能な超伝導プラットフォームが含まれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8648069350164059
- License:
- Abstract: We theoretically study the influence of frequency uncertainties on the operation of a Kerr-cat qubit. As the mean photon number increases, Kerr-cat qubits provide an increasing level of protection against phase errors induced by unknown frequency shifts during idling and X rotations. However, realizing rotations about the other principal axes (e.g., Y and Z axes) while preserving robustness is nontrivial. To address this challenge, we propose a universal set of gate schemes which circumvents the tradeoff between protection and controllability in Kerr-cat qubits and retains robustness to unknown frequency shifts to at least first order. Assuming an effective Kerr oscillator model, we theoretically and numerically analyze the robustness of elementary gates on Kerr-cat qubits, with special focus on gates along nontrivial rotation axes. An appealing application of this qubit design would include tunable superconducting platforms, where the induced protection against frequency noise would allow for a more flexible choice of operating point and thus the potential mitigation of the impact of spurious two-level systems.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Kerr-cat量子ビットの動作に対する周波数不確かさの影響を理論的に検討する。
平均光子数が増加するにつれて、カーキャット量子ビットは、アイドリングとX回転の間に未知の周波数シフトによって引き起こされる位相誤差に対する保護レベルが増大する。
しかし、ロバスト性を維持しながら他の主軸(例えば、Y、Z軸)の回転を実現することは自明ではない。
この課題に対処するために、カーキャット量子ビットにおける保護と制御性の間のトレードオフを回避し、未知の周波数シフトに対するロバスト性を少なくとも1次に維持する共通のゲートスキームを提案する。
有効カー振動子モデルとして、Kerr-cat量子ビット上の基本ゲートのロバスト性を理論的・数値的に解析し、非自明な回転軸に沿ったゲートに特に焦点をあてる。
この量子ビット設計の魅力ある応用には、周波数ノイズに対する誘導保護により、より柔軟な動作点の選択が可能となり、刺激的な2レベルシステムの影響を緩和する可能性がある、調整可能な超伝導プラットフォームが含まれる。
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