論文の概要: Protected phase gate for the $0$-$π$ qubit using its internal modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14634v1
• Date: Tue, 18 Mar 2025 18:35:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-20 15:23:06.057165
• Title: Protected phase gate for the $0$-$π$ qubit using its internal modes
• Title（参考訳）: 内部モードを用いた0$-π$量子ビットの保護位相ゲート
• Authors: Xanda C Kolesnikow, Thomas B Smith, Felix Thomsen, Abhijeet A Alase, Andrew C Doherty,
• Abstract要約: 0$-pi$ qubit に対して保護位相ゲートを提案する。 ゲートは、調整可能なジョセフソン素子を介してクビット−アンシラ結合を変化させることによって達成される。 この方式は、0$-$pi$ qubitの保護体制と互換性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Protected superconducting qubits such as the $0$-$\pi$ qubit promise to substantially reduce physical error rates through a multi-mode encoding. This protection comes at the cost of controllability, as standard techniques for quantum gates are ineffective. We propose a protected phase gate for the $0$-$\pi$ qubit that utilises an internal mode of the circuit as an ancilla. The gate is achieved by varying the qubit-ancilla coupling via a tunable Josephson element. Our scheme is a modified version of a protected gate proposed by Brooks, Kitaev and Preskill that uses an external oscillator as an ancilla. We find that our scheme is compatible with the protected regime of the $0$-$\pi$ qubit, and does not suffer from spurious coupling to additional modes of the $0$-$\pi$ circuit. Through numerical simulations, we study how the gate error scales with the circuit parameters of the $0$-$\pi$ qubit and the tunable Josephson element that enacts the gate.
• Abstract（参考訳）: 0$-$\pi$ qubitPromiseのような保護された超伝導量子ビットは、マルチモード符号化によって物理的エラー率を大幅に低減する。 この保護は、量子ゲートの標準技術が効果がないため、制御可能性のコストがかかる。 回路の内部モードをアンシラとして利用する0$-\pi$ qubitの保護位相ゲートを提案する。 ゲートは、調整可能なジョセフソン素子を介してクビット−アンシラ結合を変化させることによって達成される。 我々の計画は、ブルックス、キータエフ、プレスキルによって提案された保護ゲートの改造版であり、外発振器をアンシラとして使用する。 この方式は、0$-$\pi$ qubitの保護された状態と互換性があり、0$-$\pi$回路の追加モードへの急激な結合に苦しむことはない。 数値シミュレーションにより、ゲート誤差が0$-$\pi$ qubitの回路パラメータとゲートを再現する可変ジョセフソン素子でどのようにスケールするかを検討する。

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