論文の概要: Enabling full localization of qubits and gates with a multi-mode coupler

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.26211v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 13:13:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.140168
• Title: Enabling full localization of qubits and gates with a multi-mode coupler
• Title（参考訳）: 多モードカプラを用いた量子ビットとゲートのフルローカライゼーション
• Authors: Zhongyi Jiang, Simon Geisert, Sören Ihssen, Ioan M. Pop, Mohammad H. Ansari,
• Abstract要約: チューナブルカプラは超伝導量子プロセッサの鍵となる構成要素である。 励起多様体間の相互作用を非線形に制御できる多モードチューナブルカプラを提案する。 提案した設計は、キュービット間の完全局所化も実現し、疎結合点における完全孤立を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Tunable couplers are a key building block of superconducting quantum processors, enabling high on-off ratios for two-qubit entangling interactions. While crosstalk can be mitigated in idle mode, conventional single-mode couplers lack independent control over interactions in the one- and two-excitation manifolds, leading to unitary errors such as leakage during gate operations. Moreover, even at the nominal decoupled point, residual wavefunction delocalization persists, causing unintended qubit-qubit coupling. Here we propose a multi-mode tunable coupler that enables nonlinear control of interactions across excitation manifolds, achieving a high on-off ratio in the one-excitation manifold while suppressing coupling in the two-excitation manifold. The proposed design also realizes complete localization between qubits, providing perfect isolation at the decoupled point and opening new possibilities for scalable, high-fidelity quantum gates.
• Abstract（参考訳）: チューナブル・カプラは超伝導量子プロセッサの重要な構成要素であり、2ビットのエンタングリング相互作用に対する高いオンオフ比を可能にする。 クロストークはアイドルモードで緩和できるが、従来の単一モードのカップラは1つと2つの励起多様体の相互作用を独立に制御できないため、ゲート操作中に漏れなどの一元誤差が発生する。 さらに、名目上の非結合点においても、残留波動関数の非局在化は持続し、意図しない量子ビット結合を引き起こす。 本稿では, 励起多様体間の相互作用を非線形に制御し, 励起多様体の結合を抑えつつ, 励起多様体のオンオフ比を高くする多モードチューナブルカプラを提案する。 提案した設計は、キュービット間の完全局所化を実現し、分離された点において完全な分離を提供し、スケーラブルで高忠実な量子ゲートに対する新たな可能性を開く。

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