論文の概要: The superconducting grid-states qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14656v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 06:23:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:53.093085
• Title: The superconducting grid-states qubit
• Title（参考訳）: 超伝導格子状態量子ビット
• Authors: Long B. Nguyen, Hyunseong Kim, Dat T. Le, Thomas Ersevim, Sai P. Chitta, Trevor Chistolini, Christian Jünger, W. Clarke Smith, T. M. Stace, Jens Koch, David I. Santiago, Irfan Siddiqi,
• Abstract要約: 固有状態が保護格子状態を形成する超伝導量子ビットを導入する。 我々は、回路が小さな障害を許容し、環境騒音に対して堅牢性を得るのを観察する。 これらの発見は、創発的な特性を持つ先進固体装置の将来の探索の舞台となった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15421613743776227
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Decoherence errors arising from noisy environments remain a central obstacle to progress in quantum computation and information processing. Quantum error correction (QEC) based on the Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) protocol offers a powerful strategy to overcome this challenge, with successful demonstrations in trapped ions, superconducting circuits, and photonics. Beyond active QEC, a compelling alternative is to engineer Hamiltonians that intrinsically enforce stabilizers, offering passive protection akin to topological models. Inspired by the GKP encoding scheme, we implement a superconducting qubit whose eigenstates form protected grid states - long envisioned but not previously realized - by integrating an effective Cooper-quartet junction with a quantum phase-slip element embedded in a high-impedance circuit. Spectroscopic measurements reveal pairs of degenerate states separated by large energy gaps, in excellent agreement with theoretical predictions. Remarkably, our observations indicate that the circuit tolerates small disorders and gains robustness against environmental noise as its parameters approach the ideal regime, establishing a new framework for exploring superconducting hardware. These findings also showcase the versatility of the superconducting circuit toolbox, setting the stage for future exploration of advanced solid-state devices with emergent properties.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い環境から生じるデコヒーレンスエラーは、量子計算と情報処理の進歩における中心的な障害である。 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP)プロトコルに基づく量子エラー補正(QEC)は、この課題を克服するための強力な戦略を提供する。 アクティブなQEC以外にも、トポロジカルモデルに似たパッシブプロテクトを提供する、本質的にスタビライザーを強制するエンジニアのハミルトンに、魅力的な選択肢がある。 GKP符号化方式にインスパイアされ、高インピーダンス回路に埋め込まれた量子位相スリップ素子と効果的なクーパー-クアルテ接合を統合することにより、固有状態が保護格子状態を形成する超伝導量子ビットを実装した。 分光測定により、大きなエネルギーギャップによって分離された退化状態の対が、理論的な予測とよく一致していることが明らかになった。 注目すべきは、回路が小さな障害を許容し、そのパラメータが理想的な状態に近づき、超伝導ハードウェアを探索するための新しい枠組みを確立することにより、環境騒音に対する堅牢性を得ることを示すことである。 これらの知見は超伝導回路ツールボックスの汎用性も示しており、先進的な特性を持つ先進固体装置の今後の探索の舞台となる。

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