論文の概要: Fast entangling gates on fluxoniums via parametric modulation of plasmon interaction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04762v1
• Date: Fri, 05 Sep 2025 02:44:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.456029
• Title: Fast entangling gates on fluxoniums via parametric modulation of plasmon interaction
• Title（参考訳）: プラズモン相互作用のパラメトリック変調によるフラキソニウム上の高速エンタングリングゲート
• Authors: Peng Zhao, Peng Xu, Zheng-Yuan Xue,
• Abstract要約: 拡張性のあるフラキソニウムアーキテクチャにおいて,ゲートを高速に絡み合わせるための制御戦略を導入する。 単純な駆動パルスにより,100ns以下のCZゲートを10～4ドル以下の誤差で実現可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.775913749370083
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In superconducting quantum processors, exploring diverse control methods could offer essential versatility and redundancy to mitigate challenges such as frequency crowding, spurious couplings, control crosstalk, and fabrication variability, thus leading to better system-level performance. Here we introduce a control strategy for fast entangling gates in a scalable fluxonium architecture, utilizing parametric modulation of the plasmon interaction. In this architecture, fluxoniums are coupled via a tunable coupler, whose transition frequency is flux-modulated to control the inter-fluxonium plasmon interaction. A bSWAP-type interaction is activated by parametrically driving the coupler at the sum frequency of the plasmon transitions of the two fluxoniums, resulting in the simultaneous excitation or de-excitation of both plasmon modes. This strategy therefore allow the transitions between computational states and non-computational plasmon states, enabling the accumulation of conditional phases on the computational subspace and facilitating the realization of controlled-phase gates. By focusing on a specific case of these bSWAP-type interactions, we show that a simple drive pulse enables sub-100ns CZ gates with an error below $10^{-4}$. Given its operational flexibility and extensibility, this approach could potentially offer a foundational framework for developing scalable fluxonium-based quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサでは、多種多様な制御方法を探索することで、周波数群集、スプリアスカップリング、制御クロストーク、製造ばらつきといった課題を軽減し、システムレベルの性能を向上させることができる。 ここでは、プラズモン相互作用のパラメトリック変調を利用して、スケーラブルなフラキソニウムアーキテクチャにおける高速エンタングリングゲートの制御戦略を導入する。 このアーキテクチャでは、フラクソニウムは調節可能なカップラを介して結合し、遷移周波数はフラックス変調され、フラクソニウム間のプラズモン相互作用を制御する。 bSWAP型相互作用は、2つのフラクソニウムのプラズモン転移の合計周波数でカプラをパラメトリックに駆動することで活性化され、両方のプラズモンモードの同時励起または非励起が生じる。 この戦略は、計算状態と非計算プラズモン状態の遷移を可能にし、計算部分空間上の条件相の蓄積を可能にし、制御相ゲートの実現を容易にする。 これらのbSWAP型相互作用の特定の事例に着目して、単純な駆動パルスにより100ns以下のCZゲートを10〜4ドル以下の誤差で実現可能であることを示す。 運用の柔軟性と拡張性を考えると、このアプローチはスケーラブルなフラキソニウムベースの量子プロセッサを開発するための基盤となるフレームワークを提供する可能性がある。

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