論文の概要: Simultaneous High-Fidelity Single-Qubit Gates in a Spin Qubit Array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.11918v1
• Date: Wed, 16 Jul 2025 05:26:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-17 19:00:11.2372
• Title: Simultaneous High-Fidelity Single-Qubit Gates in a Spin Qubit Array
• Title（参考訳）: スピンクビットアレイにおける同時高忠実単一クビットゲート
• Authors: Yi-Hsien Wu, Leon C. Camenzind, Patrick Bütler, Ik Kyeong Jin, Akito Noiri, Kenta Takeda, Takashi Nakajima, Takashi Kobayashi, Giordano Scappucci, Hsi-Sheng Goan, Seigo Tarucha,
• Abstract要約: 99%の耐故障しきい値を超える制御忠実度は日常的に達成されるが、高忠実度制御を複数ビット同時動作に拡張することは大きな課題である。 単一共有マイクロ波線を用いた5つのシリコンスピン量子ビットの高忠実かつ完全並列制御を実証した。
• 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: Silicon spin qubits are a promising platform for scalable quantum computing due to their compatibility with industrial semiconductor fabrication and the recent scaling to multi-qubit devices. Control fidelities above the 99% fault-tolerant threshold are routinely achieved, but extending high-fidelity control to simultaneous multi-qubit operation remains a major challenge. We demonstrate high-fidelity, fully parallel control of five silicon spin qubits using a single shared microwave line. Using tailored control pulses, all qubits achieve primitive $\pi/2$ gate fidelities well above 99.99%, with some approaching 99.999%, exceeding previously reported fidelities in silicon spin qubits. These fidelities are mostly preserved during simultaneous operation of up to three qubits, and remain at the practical fault-tolerant threshold of 99.9% even during fully parallel five-qubit operation. This performance is enabled by a calibration scheme that compensates drive-induced phase shifts using only pairwise calibrations, scaling quadratically with qubit number and avoiding exponential overhead. By reducing the number of impedance-controlled microwave lines, our approach addresses a key architectural bottleneck and offers a scalable control strategy for high-fidelity operation in large spin qubit arrays.
• Abstract（参考訳）: シリコンスピンキュービットは、産業用半導体製造との互換性と最近のマルチキュービットデバイスへのスケーリングのため、スケーラブルな量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。 99%の耐故障しきい値を超える制御忠実度は日常的に達成されるが、高忠実度制御を複数ビット同時動作に拡張することは大きな課題である。 単一共有マイクロ波線を用いた5つのシリコンスピン量子ビットの高忠実かつ完全並列制御を実証した。 調整された制御パルスを用いることで、全てのクビットは99.99%以上のプリミティブな$\pi/2$ゲートフィアリティを達成し、いくつかは99.999%に近づき、これまで報告されたシリコンスピンクビットのフィアリティを超える。 これらの忠実度は最大3キュービットの同時動作で維持され、完全並列5キュービット動作でも99.9%の耐故障閾値を維持している。 この性能は、一対のキャリブレーションのみで駆動誘起位相シフトを補償するキャリブレーション方式によって実現され、キュービット数と2次的にスケーリングし、指数的オーバーヘッドを回避する。 インピーダンス制御されたマイクロ波線路の数を減らすことで、アーキテクチャ上の重要なボトルネックに対処し、大きなスピン量子ビットアレイにおける高忠実度動作のためのスケーラブルな制御戦略を提供する。

関連論文リスト

• Performance Characterization of a Multi-Module Quantum Processor with Static Inter-Chip Couplers [63.42120407991982]
  フリップチップボンディングのような3次元統合技術は、大規模超伝導量子プロセッサを実現するための鍵となる前提条件である。 1つのキャリアチップと4つのキュービットモジュールからなるマルチチップモジュールの設計を提案する。 2つのキュービットを測定し,平均3レベル状態割当誤差を200 nsで9倍10～3ドルとした。 ランダム化ベンチマークから抽出した7×10〜3$の誤差で100 nsの制御Z2量子ゲートを実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-16T18:32:44Z)
• Grover's algorithm in a four-qubit silicon processor above the fault-tolerant threshold [0.0]
  我々は、半導体スピン量子ビットで報告されている最も高い96.2%の忠実度を持つ3量子ビットグリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)を作成する。 ハイパーファイン相互作用によって提供される核スピンのすべての接続は、効率的なマルチキュービット演算を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-12T18:05:34Z)
• Robust and Parallel Control of Many Qubits [0.0]
  我々は、運転場の局所的な調整性を最小限に抑えながら、任意の数のキュービットを並列に頑健かつサイト依存的に制御する。 最近の実験的進歩に触発されて、我々は3つの制約されたローカル制御機能のうちの1つにしかアクセスできないことを検討した。 いずれの場合も、並列化可能な複合パルス列を考案し、擬似振幅と周波数変動に対して頑健な任意の単一量子ユニタリを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-13T19:00:00Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory [47.00474212574662]
  超伝導量子ビットは、大帯域読み出し共振器に結合される。 我々は、100 ns 統合時間で 0.25,% の、最先端の2状態読み取りエラーを示す。 提案した結果により,新たなアルゴリズムやプロトコルの性能がさらに向上することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-15T10:30:10Z)
• Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on superconducting qutrits [36.30869856057226]
  任意のqubitおよびqutritゲートを高忠実度で実現でき、ゲート列の長さを大幅に削減できることを示す。 最適制御ゲートは少なくとも3時間ドリフトでき、同じ校正パラメータを全ての実装ゲートに利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-07T22:15:43Z)
• Experimental error suppression in Cross-Resonance gates via multi-derivative pulse shaping [0.0]
  マルチキュービットで固定周波数の超伝導チップ上のクラウドコンピューティングゲートは、1%の誤差範囲に留まり続けている。 強い衝動と多くの研究にもかかわらず、これらのマルチキュービットデバイスにおけるエラー抑制の実験的な実証は依然として困難である。 そこで本研究では,多導波性,多制約パルス整形に基づく単純な制御手法を用いて,この目標を達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T17:30:17Z)
• An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum computing [47.187609203210705]
  シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。 上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。 デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z)
• Multipartite Entanglement in Rabi Driven Superconducting Qubits [0.0]
  マルチキュービットSTAR (Sideband Tone Assisted Rabi driven) ゲートを実演する。 この方式はイオン量子ビットモルマー-ソレンセンゲートにインスパイアされ、共有フォトニックモードと超伝導量子ビットによって媒介される。 310 ns で最大状態忠実度 0.95 の2量子ゲート、217 ns で 0.905 の3量子ゲート、200 ns で 0.66 の4量子ゲートを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-01T00:00:56Z)
• High fidelity state preparation, quantum control, and readout of an isotopically enriched silicon spin qubit [0.0]
  制御フィポリティはシリコンスピン量子ビットで大幅に改善されているが、状態準備と読み出しフィポリティは一般的には貧弱である。 量子誤り訂正のしきい値を超えた1量子ビットの読み出し可視度 >99% を示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-20T15:42:22Z)
• High fidelity two-qubit gates on fluxoniums using a tunable coupler [47.187609203210705]
  超伝導フラクソニウム量子ビットは、大規模量子コンピューティングへの道のトランスモンに代わる有望な代替手段を提供する。 マルチキュービットデバイスにおける大きな課題は、スケーラブルなクロストークのないマルチキュービットアーキテクチャの実験的なデモンストレーションである。 ここでは、可変カプラ素子を持つ2量子フッソニウム系量子プロセッサを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-30T13:44:52Z)
• Improving qubit coherence using closed-loop feedback [42.60602838972598]
  超伝導トランスモン量子ビットの周波数変動を安定化するために,クローズドループフィードバックを実験的に利用した。 結果として生じる高忠実度演算は、量子ビットフラックスノイズ不感点から離れても有効である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-03T18:28:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。