論文の概要: Mitigating cosmic ray-like correlated events with a modular quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15919v1
• Date: Wed, 21 May 2025 18:16:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-23 17:12:47.858403
• Title: Mitigating cosmic ray-like correlated events with a modular quantum processor
• Title（参考訳）: モジュラ量子プロセッサによる宇宙線様相関事象の緩和
• Authors: Xuntao Wu, Yash J. Joshi, Haoxiong Yan, Gustav Andersson, Alexander Anferov, Christopher R. Conner, Bayan Karimi, Amber M. King, Shiheng Li, Howard L. Malc, Jacob M. Miller, Harsh Mishra, Hong Qiao, Minseok Ryu, Siyuan Xing, Jian Shi, Andrew N. Cleland,
• Abstract要約: マザーボードと2つのフリップチップ結合された娘ボードモジュールからなる量子プロセッサにおける宇宙線様事象を測定する。 1つの加群内の崩壊事象は強く相関している(85%以上)が、別々の加群内の事象は$sim 2%$相関しか示さない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.14038572733129
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum processors based on superconducting qubits are being scaled to larger qubit numbers, enabling the implementation of small-scale quantum error correction codes. However, catastrophic chip-scale correlated errors have been observed in these processors, attributed to e.g. cosmic ray impacts, which challenge conventional error-correction codes such as the surface code. These events are characterized by a temporary but pronounced suppression of the qubit energy relaxation times. Here, we explore the potential for modular quantum computing architectures to mitigate such correlated energy decay events. We measure cosmic ray-like events in a quantum processor comprising a motherboard and two flip-chip bonded daughterboard modules, each module containing two superconducting qubits. We monitor the appearance of correlated qubit decay events within a single module and across the physically separated modules. We find that while decay events within one module are strongly correlated (over $85\%$), events in separate modules only display $\sim 2\%$ correlations. We also report coincident decay events in the motherboard and in either of the two daughterboard modules, providing further insight into the nature of these decay events. These results suggest that modular architectures, combined with bespoke error correction codes, offer a promising approach for protecting future quantum processors from chip-scale correlated errors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットに基づく量子プロセッサはより大きな量子ビット数に拡張され、小型の量子誤り訂正符号の実装が可能となった。 しかし、これらのプロセッサでは、表面符号のような従来の誤り訂正符号に挑戦するeg宇宙線の影響による破滅的なチップスケール相関誤差が観測されている。 これらの事象は、一時的ではあるが明らかなクビットエネルギー緩和時間の抑制によって特徴づけられる。 ここでは、そのような相関したエネルギー減衰現象を緩和するモジュラー量子コンピューティングアーキテクチャの可能性を探る。 マザーボードと2つのフリップチップ結合された娘板モジュールからなる量子プロセッサにおいて、それぞれ2つの超伝導量子ビットを含む宇宙線様事象を測定する。 我々は、単一のモジュール内および物理的に分離されたモジュール間の相関量子ビット崩壊事象の出現をモニターする。 1つの加群内の崩壊事象は強く相関している(8,5\%$以上)が、別々の加群内の事象は$\sim 2\%$相関しか示さない。 また,マザーボードと2つのナットボードモジュールのいずれにおいても同時に崩壊する事象を報告し,これらの崩壊現象の性質についてさらなる知見を提供する。 これらの結果から,モジュールアーキテクチャと異常訂正符号が組み合わさって,将来の量子プロセッサをチップスケールの相関エラーから保護する,有望なアプローチが提案されている。

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