論文の概要: Implementing and benchmarking dynamically corrected gates on superconducting devices using space curve quantum control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09767v1
- Date: Mon, 14 Apr 2025 00:19:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:50:59.104581
- Title: Implementing and benchmarking dynamically corrected gates on superconducting devices using space curve quantum control
- Title（参考訳）: 空間曲線量子制御を用いた超伝導デバイス上の動的補正ゲートの実装とベンチマーク
- Authors: Hisham Amer, Evangelos Piliouras, Edwin Barnes, Sophia E. Economou,
- Abstract要約: 我々はIBMハードウェア上で動的に修正されたシングルキュービットゲートを設計、実験、ベンチマークする。
我々のゲートは、減衰とパルス振幅の両方のノイズを抑えるように設計されており、ゲート時間は88 nsである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: We use Space Curve Quantum Control (SCQC) to design, experimentally demonstrate, and benchmark dynamically corrected single-qubit gates on IBM hardware, comparing their performance to that of the standard gates provided by IBM. Our gates are designed to dynamically suppress both detuning and pulse-amplitude noise, with gate times as short as 88 ns. We compare our gates against those of IBM on two separate IBM devices and across sets of up to 18 qubits. Randomized benchmarking is done utilizing our detuning- and amplitude-robust gates in randomized Clifford circuits containing up to 4000 gates. Our gates achieve error-per-Clifford rates that reach as low as 7$\times10^{-5}$ ($\pm10^{-6}$) and which remain nearly constant as the compound noise is increased up to 4% amplitude noise and up to a detuning noise of 342 kHz; this is in contrast to the IBM gates, which exhibit rates that drop to order $10^{-3}$ across this range. This range is consistent with the commonly reported frequency fluctuations and with the upper bound of the statistical uncertainty in gate calibration. In addition, we investigate the performance across larger noise ranges of up to 20% amplitude and 3.5 MHz detuning noise using quantum process tomography. Finally, we experimentally demonstrate how SCQC can be tailored to different practical use cases by trading off amplitude-robustness for ultrafast 60 ns dephasing-only robust pulses. Our work establishes experimental guidelines for implementing SCQC-designed dynamically corrected gates on a broad range of qubit hardware to limit the effect of noise-induced errors and decoherence.
- Abstract（参考訳）: 我々は、スペースカーブ量子制御(SCQC)を用いて、IBMハードウェア上で動的に修正されたシングルキュービットゲートを設計、実証、ベンチマークし、それらの性能をIBMが提供する標準ゲートと比較した。
我々のゲートは、ゆらぎとパルス振幅の両方のノイズを動的に抑制し、ゲート時間を88 nsに短縮するように設計されている。
当社のゲートは、2つの別々のIBMデバイス上で、最大18キュービットのセットで、IBMのゲートと比較します。
ランダム化ベンチマークは、最大4000個のゲートを含むランダム化クリフォード回路において、デチューニングゲートと振幅ロバストゲートを用いて行われる。
我々のゲートは、7$\times10^{-5}$$$\pm10^{-6}$で、複合ノイズが4%の振幅ノイズと342kHzの減衰ノイズまで増加するにつれてほぼ一定である。
この範囲は、一般的に報告される周波数変動と、ゲートキャリブレーションにおける統計的不確実性の上限に一致している。
さらに、量子プロセストモグラフィーを用いて、最大20%の振幅と3.5MHzのデチューニングノイズのより大きなノイズ範囲における性能について検討した。
最後に,超高速な60ns強パルスの振幅ローバスタネスをオフにすることで,SCQCを様々なユースケースに適合させる方法について実験的に実証した。
本研究は,広帯域の量子ビットハードウェア上でSCQC設計の動的修正ゲートを実装するための実験ガイドラインを確立し,ノイズによるエラーやデコヒーレンスの影響を抑える。
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