論文の概要: Scalable fluxonium qubit architecture with tunable interactions between non-computational levels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09888v1
• Date: Mon, 14 Apr 2025 05:31:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-15 16:50:56.806230
• Title: Scalable fluxonium qubit architecture with tunable interactions between non-computational levels
• Title（参考訳）: 非計算レベル間のチューナブル相互作用を持つスケーラブルフラキソニウム量子ビットアーキテクチャ
• Authors: Peng Zhao, Guming Zhao, Shaowei Li, Chen Zha, Ming Gong, XiaoBo Zhu,
• Abstract要約: 非計算状態間の調整可能な結合を維持しつつ、キュービット状態の疎結合を可能にするスケーラブルなフラキソニウムアーキテクチャを導入する。 この問題は、フラキソニウムのプラズモン転移に対して調整可能なカップリングを実装することで緩和され、一方、高速で高忠実なゲートと受動ZZ抑制が可能であることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.976900537345948
• License:
• Abstract: The fluxonium qubit has emerged as a promising candidate for superconducting quantum computing due to its long coherence times and high-fidelity gates. Nonetheless, further scaling up and improving performance remain critical challenges for establishing fluxoniums as a viable alternative to transmons. A key obstacle lies in developing scalable coupling architectures. In this work, we introduce a scalable fluxonium architecture that enables decoupling of qubit states while maintaining tunable couplings between non-computational states. Beyond the well-studied ZZ crosstalk, we identify that an always-on interaction involving non-computational levels can significantly degrade the fidelities of initialization, control, and readout in large systems, thereby impeding scalability. We demonstrate that this issue can be mitigated by implementing tunable couplings for fluxonium's plasmon transitions, meanwhile enabling fast, high-fidelity gates with passive ZZ suppression. Furthermore, since fluxonium transitions span multiple frequency octaves, we emphasize the importance of carefully designing coupling mechanisms and parameters to suppress residual interactions.
• Abstract（参考訳）: フラクソニウム量子ビットは、長いコヒーレンス時間と高忠実度ゲートのために超伝導量子コンピューティングの候補として浮上している。 それでも、さらなるスケールアップとパフォーマンス向上は、トランスモンに代わる実行可能な代替品としてフラキソニウムを確立する上で重要な課題である。 重要な障害は、スケーラブルな結合アーキテクチャの開発です。 本研究では,非計算状態間の調整可能な結合を維持しつつ,キュービット状態の疎結合を可能にするスケーラブルなフラキソニウムアーキテクチャを提案する。 良く研究されたZZクロストーク以外にも、非計算レベルの常時オン相互作用は、大規模システムにおける初期化、制御、読み出しの忠実さを著しく低下させ、スケーラビリティを損なう可能性がある。 この問題は、フラキソニウムのプラズモン転移に対して調整可能なカップリングを実装することで緩和され、一方、高速で高忠実なゲートと受動ZZ抑制が可能であることを実証する。 さらに、フラキソニウム転移は複数の周波数オクターブにまたがるため、残留相互作用を抑制するために結合機構とパラメータを慎重に設計することの重要性を強調した。

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