論文の概要: Selective Addressing of Coupled Qubits via Complex Frequency Zero Targeting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03316v1
• Date: Tue, 03 Jun 2025 19:05:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 21:20:14.015137
• Title: Selective Addressing of Coupled Qubits via Complex Frequency Zero Targeting
• Title（参考訳）: 複素周波数ゼロターゲットによる結合量子の選択的アドレス化
• Authors: Deepanshu Trivedi, Laraib Niaz, Alex Krasnok,
• Abstract要約: この研究は、複素周波数(CF)パルスを用いたロバストなアプローチを導入する。 まず、ハイゼンベルク方程式を用いて系の応答を導出し、系の散逸性の性質を本質的に考慮した適切なパルスを設計し、3つの結合した2レベルエミッター系の理論的枠組みを開発する。 その結果、CFパルスは、隣接する量子ビットに対するクロストークを著しく抑制したターゲット量子ビットを選択的に励起することができ、従来のガウスパルスと同等のエネルギーを著しく上回ることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Achieving precise, individual control over qubits within scalable quantum processors is critically hampered by parasitic couplings and spectral crowding, leading to detrimental crosstalk. While optimal absorption strategies based on time-reversal symmetry have shown promise for single emitters, their applicability is limited in realistic multi-qubit systems where realistic losses break time-reversal symmetry. This work introduces a robust approach using complex frequency (CF) pulses specifically tailored to the complex reflection zeros of the complete, coupled, and explicitly lossy qubit-waveguide system. This method circumvents the limitations of idealized time-reversal arguments by directly engaging with the dissipative system's true response characteristics. We first develop a theoretical framework for a system of three coupled two-level emitters, employing Heisenberg equations to derive the system's response and design appropriate CF pulses that inherently account for the system's dissipative nature. The efficacy and practicality of this approach are then validated through comprehensive transient simulations for a realistic model of three Josephson junction-based transmon qubits, explicitly including intrinsic qubit losses. Our results demonstrate that CF pulses can selectively excite a target qubit with significantly suppressed crosstalk to neighboring qubits, markedly outperforming conventional Gaussian pulses of comparable energy.
• Abstract（参考訳）: スケーラブル量子プロセッサ内の量子ビットを正確に個別に制御することは、寄生的カップリングとスペクトル群集によって著しく妨げられ、有害なクロストークを引き起こす。 時間反転対称性に基づく最適吸収戦略は単一エミッタの公約を示しているが、現実的な損失が時間反転対称性を破る現実的なマルチキュービットシステムでは適用性が制限されている。 この研究は、複素周波数(CF)パルスを用いた頑健なアプローチを導入し、完全で結合的で明らかに損失の少ない量子導波路系の複素反射零点に特化している。 この方法は、散逸系の真の応答特性に直接関与することにより、理想的な時間反転引数の制限を回避する。 まず, ハイゼンベルク方程式を用いて, 系の応答を導出し, 系の発散特性を本質的に考慮した適切なCFパルスを設計する。 このアプローチの有効性と実用性は、ジョセフソン接合に基づく3つのトランモン量子ビットの現実的モデルに対する包括的過渡シミュレーションにより検証される。 その結果、CFパルスは、隣接する量子ビットに対するクロストークを著しく抑制したターゲット量子ビットを選択的に励起することができ、従来のガウスパルスと同等のエネルギーを著しく上回ることを示す。

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