論文の概要: Crosstalk-Robust Dynamical Decoupling for Bipartite-Topology Quantum Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18010v1
- Date: Sun, 22 Jun 2025 12:14:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.694387
- Title: Crosstalk-Robust Dynamical Decoupling for Bipartite-Topology Quantum Processors
- Title（参考訳）: 双方向位相量子プロセッサのためのクロストーク・ロバスト動的デカップリング
- Authors: Ethan Hickman, Xiaodi Wu, Gregory Quiroz,
- Abstract要約: 本稿では,静的な$ZZ$クロストークに対してロバストな動的デカップリングシーケンスを変更するプロトコルを提案する。
我々は,非破壊DD変種と比較した場合,少なくとも3倍程度の忠実度減衰率の向上が観察された。
ZZ$-robustのシーケンスは非robust DDとほぼ同等であり、チューナブルカップラーアーキテクチャにおけるそのようなエラーの影響が減少していることを確認する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.764620964201464
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a protocol that modifies dynamical decoupling (DD) sequences to be robust to static $ZZ$ crosstalk when implemented with bounded control on two-colorable qubit topologies. The protocol, which relies on modifications to the pulse timing, can be applied to any sequence with equidistant $\pi$-pulses. We motivate the method theoretically via suppression conditions identified through time-dependent perturbation theory. Theoretical findings are supported by demonstrations of widely studied sequences on several superconducting qubit devices offered by the IBM Quantum Platform. Using up to 20 qubits on fixed-coupler devices, we observe at least a $3\times$ improvement in the fidelity decay rate via our approach when compared to non-robust DD variants. In addition, we leverage our approach to assess the impact of $ZZ$ errors on tunable-coupler devices. We find that $ZZ$-robust sequences perform nearly equivalent to non-robust DD, affirming the reduced impact of such errors in a tunable-coupler architecture. Nevertheless, our demonstrations indicate that fixed-coupler devices, when subject to DD-protection, can outperform tunable-coupler devices. Our method broadens the scope of practical DD protocols: with modest overhead and a reasonable constraint on the qubit topology, the method attains significant performance improvements on modern quantum computing devices.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,動的デカップリング (DD) シーケンスを2色量子トポロジの有界制御で実装した場合に,静的な$ZZ$クロストークに対してロバストになるように変更するプロトコルを提案する。
パルスタイミングの変更に依存するこのプロトコルは、等価な$\pi$-pulsesを持つ任意のシーケンスに適用することができる。
我々は、時間依存摂動理論によって同定された抑制条件を通じて理論的にこの手法を動機づける。
理論的な発見は、IBM量子プラットフォームが提供するいくつかの超伝導量子ビットデバイス上で、広く研究されているシーケンスのデモンストレーションによって裏付けられている。
固定結合器デバイス上で最大20量子ビットを使用すると、非破壊DDの変種と比較して、我々のアプローチによる忠実度減衰率の3ドル以上の改善が観察される。
さらに,チューナブルカップラーデバイスに対するZZ$エラーの影響を評価するために,本手法を利用した。
ZZ$-robustのシーケンスは非robust DDとほぼ同等であり、チューナブルカップラーアーキテクチャにおけるそのようなエラーの影響が減少していることを確認する。
それにもかかわらず、我々の実証では、DD保護を受ける固定結合器はチューナブル結合器よりも優れた性能を発揮することが示されている。
提案手法は,量子ビットトポロジに適度なオーバーヘッドと合理的な制約を伴って,現代の量子コンピューティングデバイスにおいて大幅な性能向上を実現している。
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