論文の概要: The Arm Qubit: A Superconducting Qubit Co-Designed for Coherence and Coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.05315v1
• Date: Thu, 05 Jun 2025 17:55:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.883157
• Title: The Arm Qubit: A Superconducting Qubit Co-Designed for Coherence and Coupling
• Title（参考訳）: Arm Qubit:コヒーレンスとカップリング用に設計された超電導クビット
• Authors: Jeremy B. Kline, Alec Yen, Stanley Chen, Kevin P. O'Brien,
• Abstract要約: 単一ビットゲートの不完全性はデコヒーレンスを含む1時間10～5ドル以下である。 Arm qubitはフォールトトレラントな量子コンピュータのための有望なスケーラブルなビルディングブロックである。
• 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: We present a superconducting qubit which consists of two strongly coupled modes: one for data storage and one for coupling, allowing faster, higher-fidelity entangling gates and readout. The use of a dedicated coupling mode allows nonlinear couplings of several hundred MHz between the data mode and other elements, with minimal linear coupling to the data mode. Including decoherence, simulations show that this architecture enables microwave-only CZ gates with an infidelity of $8.6\times10^{-5}$ in 17 ns and always-on ZZ interaction less than 0.4 kHz. Numerical simulations also show readout with state assignment error of $1\times10^{-4}$ in 27 ns (assuming quantum efficiency $\eta=0.5$), Purcell-limited lifetime of 167 ms without a Purcell filter, and a mechanism to suppress shot-noise dephasing ($1/\Gamma_{\phi}=15.8$ ms). Single-qubit gate infidelities are below $1\times10^{-5}$ including decoherence. These beyond experimental state-of-the-art gate and readout fidelities rely only on capacitive coupling between arm qubits, making the arm qubit a promising scalable building block for fault-tolerant quantum computers.
• Abstract（参考訳）: データストレージ用と結合用という2つの強く結合されたモードで構成され,より高速で高忠実なゲートとリードアウトを実現する超伝導量子ビットを提案する。 専用結合モードを使用することで、データモードと他の要素間の数百MHzの非線形結合が可能となり、データモードへの線形結合は最小限となる。 デコヒーレンスを含むシミュレーションにより、このアーキテクチャはマイクロ波のみのCZゲートを、17 nsで8.6\times10^{-5}$で、常時オンのZZ相互作用が0.4kHz未満であることを示す。 数値シミュレーションでは、27 ns(量子効率$\eta=0.5$と仮定する)で1,\times10^{-4}$の状態割当誤差、パーセルフィルタなしで167 msのパーセル制限寿命、ショットノイズのデファス(1/\Gamma_{\phi}=15.8$ms)を抑えるメカニズムが示される。 単一量子ゲートの不完全性は、デコヒーレンスを含む1\times10^{-5}$以下である。 これらは実験的な最先端ゲートやリードアウトフィデリティを超えて、アーム量子ビット間の容量結合にのみ依存しているため、アーム量子ビットはフォールトトレラントな量子コンピュータのためのスケーラブルなビルディングブロックとして有望である。

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