論文の概要: Pulse Shaping for Ultra-Fast Adiabatic Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02902v1
• Date: Mon, 04 Aug 2025 21:08:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-06 18:18:55.682438
• Title: Pulse Shaping for Ultra-Fast Adiabatic Quantum Gates
• Title（参考訳）: 超高速断熱量子ゲートのパルス整形
• Abstract要約: 量子コンピューティングにおける根本的な課題は、量子ビットコヒーレンス時間内での演算数を増やすことである。 短パルスの漏れを抑制する一般的な方法は、Adiabatic Gate (DRAG) 法による導電性除去である。 本稿では,ベースバンド制御においてもターゲット周波数の漏洩を抑制する新しい手法であるDLRを提案する。
• 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: A fundamental challenge in quantum computing is to increase the number of operations within the qubit coherence time. While this can be achieved by decreasing the gate duration, the use of shorter signals increases their bandwidth and can cause leakage into energetically separated states. A common method to suppress leakage for short pulses is the Derivative Removal by Adiabatic Gate (DRAG) method, which however, relies on IQ modulation of radio-frequency (RF) signals, thus cannot be applied to the baseband signals, e.g., for semiconductor spin qubits. This paper proposes a novel technique, Delayed Leakage Reduction (DLR), that suppresses leakage at targeted frequencies even for baseband control by using time-delayed repetitions of the control signal to enable rapid, high-fidelity operations. We apply DLR on the adiabatic CZ gate between two spin qubits and achieve fidelities exceeding 99.9% within 9.4 ns for a resonance frequency difference of only 100 MHz. Towards the experimental realization of the proposed control method, we also assess the impact on the fidelity of the sampling rate of the electronic hardware generating the control pulse, thus setting the minimum hardware requirements for any experimental demonstration.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングにおける根本的な課題は、量子ビットコヒーレンス時間内での演算数を増やすことである。 これはゲート期間を短縮することで実現できるが、短い信号を使用すると帯域幅が増加し、漏れがエネルギー的に分離された状態になる可能性がある。 短パルスの漏れを抑制する一般的な方法は、Adiabatic Gate (DRAG) 法による導波性除去であり、これは無線周波数(RF)信号のIQ変調に依存するため、半導体スピン量子ビットのベースバンド信号(例えば、量子ビット)には適用できない。 本稿では,制御信号の時間遅延を繰り返して高速かつ高忠実な動作を可能にすることによって,ベースバンド制御においても,目標周波数の漏洩を抑制する新しい手法であるDLRを提案する。 2つのスピン量子ビット間の断熱的CZゲートにDLRを適用し、100MHzの共振周波数差に対して9.4 ns以内で99.9%を超える忠実性を達成する。 また,提案手法の実験的実現に向けて,制御パルスを発生させる電子ハードウェアのサンプリング率の忠実度への影響を評価し,実験用ハードウェアの最低要件を設定した。

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