論文の概要: Resource-Efficient Cross-Platform Verification with Modular Superconducting Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15302v1
• Date: Mon, 21 Jul 2025 06:59:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.296014
• Title: Resource-Efficient Cross-Platform Verification with Modular Superconducting Devices
• Title（参考訳）: モジュール型超電導デバイスを用いた資源効率の良いクロスプラットフォーム検証
• Authors: Kieran Dalton, Johannes Knörzer, Finn Hoehne, Yongxin Song, Alexander Flasby, Dante Colao Zanuz, Mohsen Bahrami Panah, Ilya Besedin, Jean-Claude Besse, Andreas Wallraff,
• Abstract要約: クロスプラットフォームの検証プロトコルは、異なるモジュールがいかに正確に同じ量子状態を作成するかを定量化するために重要である。 これらのアルゴリズムは、単一キャリアチップ上に2つの3量子ビットモジュールからなる6ビットフリップチップ超伝導量子デバイスを用いて実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.73124984242397
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Large-scale quantum computers are expected to benefit from modular architectures. Validating the capabilities of modular devices requires benchmarking strategies that assess performance within and between modules. In this work, we evaluate cross-platform verification protocols, which are critical for quantifying how accurately different modules prepare the same quantum state -- a key requirement for modular scalability and system-wide consistency. We demonstrate these algorithms using a six-qubit flip-chip superconducting quantum device consisting of two three-qubit modules on a single carrier chip, with connectivity for intra- and inter-module entanglement. We examine how the resource requirements of protocols relying solely on classical communication between modules scale exponentially with qubit number, and demonstrate that introducing an inter-module two-qubit gate enables sub-exponential scaling in cross-platform verification. This approach reduces the number of repetitions required by a factor of four for three-qubit states, with greater reductions projected for larger and higher-fidelity devices.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子コンピュータはモジュラーアーキテクチャの恩恵を受けることが期待されている。 モジュールデバイスの性能を検証するには、モジュール内およびモジュール間のパフォーマンスを評価するベンチマーク戦略が必要である。 本研究では、モジュール間の検証プロトコルを評価し、異なるモジュールが同じ量子状態(モジュールのスケーラビリティとシステム全体の一貫性の鍵となる要件)をいかに正確に作成するかを定量化するために重要となる。 これらのアルゴリズムは、単一キャリアチップ上に2つの3量子ビットモジュールからなる6量子ビットフリップチップ超伝導量子デバイスを用いて、モジュール内およびモジュール間絡み合わせのための接続性を示す。 モジュール間の古典的通信にのみ依存するプロトコルのリソース要求が、キュービット数と指数関数的にスケールする方法について検討し、モジュール間2量子ゲートの導入により、クロスプラットフォーム検証におけるサブ指数スケーリングが可能であることを実証する。 このアプローチは、より大型で高忠実なデバイスに投機された3量子状態の4倍の繰り返し数を減らす。

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