論文の概要: Transmon-assisted high-fidelity controlled-Z gates for integer fluxonium qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04776v1
- Date: Fri, 05 Sep 2025 03:12:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.464383
- Title: Transmon-assisted high-fidelity controlled-Z gates for integer fluxonium qubits
- Title（参考訳）: Transmon-assisted High-fidelity Control-Z gates for integer Fluxonium qubits
- Authors: J. -H. Wang, H. Xiong, J. -Z. Yang, H. -Y. Zhang, Y. -P. Song, L. -M. Duan,
- Abstract要約: 整数フラキソニウムを用いたフラキソニウム-トランモン-フルキソニウム(FTF)カップリングアーキテクチャについて検討した。
カプラ制御を利用する2つの高忠実性制御-Z$(CZ)ゲートスキームを提案する。
どちらのスキームも、数十ナノ秒のゲート持続時間内の1×10〜6$の順序で低いコヒーレント誤差を達成することができる。
- 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: Fluxoniums, as partially-protected superconducting qubits are promising to be employed to build high-performance large-scale quantum processor. The recently proposed ``integer fluxonium" operates at zero external flux bias, with a frequency of approximately 3 GHz. Single-qubit gate fidelity has been demonstrated to exceed $99.9\%$, while two-qubit gate schemes and scalable architectures remain underexplored. In this work, we investigate a fluxonium-transmon-fluxonium (FTF) coupling architecture using integer fluxoniums. We first confirm suppression of $ZZ$ interaction in the FTF system and then propose two high-fidelity controlled-$Z$ (CZ) gate schemes utilizing the coupler control: a flux-activated adiabatic gate scheme and a microwave-activated non-adiabatic gate scheme. Both schemes are capable of achieving low coherent error on the order of $1 \times 10^{-6}$ within gate durations of several tens of nanoseconds. Additionally, we discuss a hybrid circuit system in which an integer fluxonium is coupled to a conventional fluxonium through a transmon coupler. Our proposal provides insights for future implementations of large-scale quantum circuits based on integer fluxonium devices.
- Abstract（参考訳）: 部分的に保護された超伝導量子ビットとしてのフラクソニウムは、高性能な大規模量子プロセッサを構築するために使用されることを約束している。
最近提案された 'integer fluxonium' は外部フラックスバイアスがゼロで、周波数は約3GHzである。
シングルキュービットゲートの忠実度は99.9\%を超えることが証明されているが、2キュービットゲートのスキームと拡張性のあるアーキテクチャは未調査のままである。
本研究では, 整数フラキソニウムを用いたフラキソニウム-トランモン-フルキソニウム(FTF)カップリングアーキテクチャについて検討する。
まず、FTFシステムにおけるZZ$相互作用の抑制を確認し、次に、カプラ制御を利用する2つの高忠実制御Z$(CZ)ゲートスキーム、すなわちフラックス活性化アディバティックゲートスキームとマイクロ波活性化非アディバティックゲートスキームを提案する。
どちらのスキームも、数十ナノ秒のゲート持続時間内において、1 の 10^{-6}$ の順序で低いコヒーレント誤差を達成することができる。
さらに,従来のフラキソニウムをトランスモンカプラで結合するハイブリッド回路システムについても論じる。
本提案では,整数フラクトロニウムデバイスに基づく大規模量子回路の今後の実装について考察する。
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