論文の概要: Floquet-Engineered Fast SNAP gates in weakly coupled cQED systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03034v1
- Date: Tue, 03 Jun 2025 16:18:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:35.826158
- Title: Floquet-Engineered Fast SNAP gates in weakly coupled cQED systems
- Title（参考訳）: 弱結合cQED系におけるFloquet-Engineered Fast SNAPゲート
- Authors: Xinyuan You, Andy C. Y. Li, Tanay Roy, Shaojiang Zhu, Alexander Romanenko, Anna Grassellino, Yao Lu, Srivatsan Chakram,
- Abstract要約: 本稿では,標準実装よりも桁違いに高速な高忠実なSNAPゲートを実現するプロトコルを提案する。
また、ゲート加速度と関連する良性駆動誘起デコヒーレンスの両方を説明する統一理論を提案する。
これらの結果は, 弱結合型高コヒーレンスキャビティの選択的制御により, 高忠実度, 高コヒーレンスキャビティの実験的実現の道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.42320987559468
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting cavities with high quality factors, coupled to a fixed-frequency transmon, provide a state-of-the-art platform for quantum information storage and manipulation. The commonly used selective number-dependent arbitrary phase (SNAP) gate faces significant challenges in ultra-high-coherence cavities, where the weak dispersive shifts necessary for preserving high coherence typically result in prolonged gate times. Here, we propose a protocol to achieve high-fidelity SNAP gates that are orders of magnitude faster than the standard implementation, surpassing the speed limit set by the bare dispersive shift. We achieve this enhancement by dynamically amplifying the dispersive coupling via sideband interactions, followed by quantum optimal control on the Floquet-engineered system. We also present a unified perturbation theory that explains both the gate acceleration and the associated benign drive-induced decoherence, corroborated by Floquet-Markov simulations. These results pave the way for the experimental realization of high-fidelity, selective control of weakly coupled, high-coherence cavities, and expanding the scope of optimal control techniques to a broader class of Floquet quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 高品質な超伝導キャビティは、固定周波数のトランスモンと組み合わせて、量子情報ストレージと操作のための最先端のプラットフォームを提供する。
超高コヒーレンスキャビティでは、高コヒーレンスを維持するのに必要な分散シフトの弱い場合、SNAPゲートは大きな課題に直面している。
本稿では,標準実装よりも桁違いに高速な高忠実なSNAPゲートを実現するためのプロトコルを提案する。
我々は、サイドバンド相互作用による分散結合を動的に増幅し、Floquet-Engineeredシステム上で量子最適制御を行うことにより、この拡張を実現する。
また、Floquet-Markov シミュレーションにより、ゲート加速度と関連する良性駆動誘起デコヒーレンスの両方を説明する統一摂動理論を提案する。
これらの結果は、高忠実度を実験的に実現し、弱い結合された高コヒーレンスキャビティを選択的に制御し、最適制御技術の範囲をフロッケ量子系のより広範なクラスに広げる道を開いた。
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