論文の概要: Scalable Fluxonium-Transmon Architecture for Error Corrected Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09267v1
• Date: Tue, 12 Aug 2025 18:20:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-14 20:42:00.6599
• Title: Scalable Fluxonium-Transmon Architecture for Error Corrected Quantum Processors
• Title（参考訳）: 誤り訂正量子プロセッサのためのスケーラブルフルオキソニウム-トランスモンアーキテクチャ
• Authors: Lukas Heunisch, Longxiang Huang, Stephan Tasler, Johannes Schirk, Florian Wallner, Verena Feulner, Bijita Sarma, Klaus Liegener, Christian M. F. Schneider, Stefan Filipp, Michael J. Hartmann,
• Abstract要約: 本稿では,フラキソニウムとトランスモン量子ビットを交互に組み合わせたハイブリッド量子コンピューティングアーキテクチャを提案する。 アイドル状態におけるゼロゼロZ$-クロストークを特徴とする,優れたスケーリング特性を示す。 誤り訂正符号の実装には,フラクトロニウムの長いコヒーレンス時間と大きな非線形性をデータキュービットとして利用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We propose a hybrid quantum computing architecture composed of alternating fluxonium and transmon qubits, that are coupled via transmon tunable couplers. We show that this system offers excellent scaling properties, characterized by engineered zero $ZZ$-crosstalk in the idle regime, a substantial reduction of level-crowding challenges through the alternating arrangement of different qubit types within the lattice, and parameter regimes that circumvent the capacitive loading problem commonly associated with fluxoniums. In numerical simulations, we show a parametrically driven CZ-gate that achieves a closed-system infidelity that is orders of magnitude below the coherence limit for gate durations $\gtrsim 30\,\rm{ns}$ using a two-tone flux pulse on the tunable coupler. Furthermore, we show that this gate scheme retains its fidelity in the presence of spectator qubits, making it a scalable solution for large lattices. Moreover, for the implementation of error correcting codes, our approach can leverage the long coherence times and large non-linearities of fluxoniums as data qubits, while fixed-frequency transmons with established readout techniques can serve as measurement ancillas.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,トランスモンチューナブルカップラを介して結合されたフラクトロニウムとトランモンキュービットを交互に結合したハイブリッド量子コンピューティングアーキテクチャを提案する。 本システムでは, アイドル状態におけるゼロZZ$-クロストーク, 格子内の異なるキュービット型を交互に配置することで, レベルcrowding問題を大幅に低減し, フラッソニウムに係わる容量負荷問題を回避し, 優れたスケーリング特性を提供する。 数値シミュレーションでは, 可変カプラに2トーンのフラックスパルスを印加し, ゲート長のコヒーレンス限界以下の大きさの閉系不整合を達成するパラメトリック駆動のCZゲートを示す。 さらに、このゲートスキームは、オブザーバ量子ビットの存在下でその忠実さを保ち、大きな格子に対するスケーラブルな解であることを示す。 さらに, 誤り訂正符号の実装には, フラクトロニウムの長いコヒーレンス時間と大きな非線形性をデータキュービットとして利用することができる一方, 確立された読み出し技術を用いた固定周波数トランスモンは測定アンシラとして機能する。

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