論文の概要: Electronically-controlled one- and two-qubit gates for transmon quasicharge qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20127v1
• Date: Thu, 23 Oct 2025 02:06:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:17.130299
• Title: Electronically-controlled one- and two-qubit gates for transmon quasicharge qubits
• Title（参考訳）: トランスモン準電荷量子ビットのための電子制御1および2量子ゲート
• Authors: Nicholas M. Christopher, Deniz E. Stiegemann, Abhijeet Alase, Thomas M. Stace,
• Abstract要約: 電子制御可能なトンネル接合を用いて準電荷量子ビット上に単一および2量子ゲートを実装可能であることを示す。 この結果から,量子ドットの最小鎖のジャンクションに基づく準電荷量子ビットゲートの実装に対する説得力のある戦略が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting protected qubits aim to achieve sufficiently low error rates so as to allow realization of error-corrected, utility-scale quantum computers. A recent proposal encodes a protected qubit in the quasicharge degree of freedom of the conventional transmon device, here referred to as the `quasicharge qubit'. Operating such a protected qubit requires implementing new strategies. Here we show that an electronically-controllable tunnel junction formed by two topological superconductors can be used to implement single- and two-qubit gates on quasicharge qubits. Schemes for both these gates are based on dynamical $4\pi$-periodic Josephson effect and therefore have gate speeds of the same order. The simulation of the dynamics of a topological Josephson junction in a parameter regime with non-negligible charging energy is the key novelty of this work. We also characterize the robustness of such gate operations against charge noise using Fermi's golden rule. Our results point to a compelling strategy for implementation of quasicharge qubit gates based on junctions of minimal Kitaev chains of quantum dots.
• Abstract（参考訳）: 超電導保護量子ビットは、エラー訂正されたユーティリティスケールの量子コンピュータの実現を可能にするために、十分に低いエラー率を達成することを目的としている。 最近の提案では、従来のトランスモン装置の準電荷自由度において保護された量子ビットを符号化している。 このような保護されたキュービットを運用するには、新しい戦略を実装する必要がある。 ここでは、2つのトポロジカル超伝導体によって形成される電子制御可能なトンネル接合を用いて、準電荷量子ビット上に1量子ゲートと2量子ゲートを実装可能であることを示す。 両方のゲートのスキームは動的に4ドル周期ジョセフソン効果に基づいており、したがってゲートの速度は同じである。 非無視の電荷エネルギーを持つパラメータ系における位相ジョセフソン接合の動力学のシミュレーションが、この研究の重要な新規性である。 我々はまた、フェルミの黄金律を用いて、電荷雑音に対するそのようなゲート操作の堅牢性も特徴付ける。 この結果から,量子ドットの最小鎖のジャンクションに基づく準電荷量子ビットゲートの実装に対する説得力のある戦略が示唆された。

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