論文の概要: Frequency- and Amplitude-Modulated Gates for Universal Quantum Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03164v1
- Date: Wed, 05 Nov 2025 04:18:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.318124
- Title: Frequency- and Amplitude-Modulated Gates for Universal Quantum Control
- Title（参考訳）: ユニバーサル量子制御のための周波数・振幅変調ゲート
- Authors: Qi Ding, Shoumik Chowdhury, Agustin Di Paolo, Réouven Assouly, Alan V. Oppenheim, Jeffrey A. Grover, William D. Oliver,
- Abstract要約: 周波数および振幅変調マイクロ波制御を用いた量子ゲートの実装のための理論的枠組みを提案する。
提案手法は固定周波数量子ビット上で動作し、キュービット周波数調整性の必要性を駆動周波数変調に変換する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4034084719704927
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Achieving high-fidelity single- and two-qubit gates is essential for executing arbitrary digital quantum algorithms and for building error-corrected quantum computers. We propose a theoretical framework for implementing quantum gates using frequency- and amplitude-modulated microwave control, which extends conventional amplitude modulation by introducing frequency modulation as an additional degree of control. Our approach operates on fixed-frequency qubits, converting the need for qubit frequency tunability into drive frequency modulation. Using Floquet theory, we analyze and design these drives for optimal fidelity within specified criteria. Our framework spans adiabatic to nonadiabatic gates within the Floquet framework, ensuring broad applicability across gate types and control schemes. Using typical transmon qubit parameters in numerical simulations, we demonstrate a universal gate set-including the X, Hadamard, phase, and CZ gates-with control error well below 0.1% and gate times of 25-40 ns for single-qubit operations and 125-135 ns for two-qubit operations. Furthermore, we show an always-on CZ gate tailored for driven qubits, which has gate times of 80-90 ns.
- Abstract（参考訳）: 任意のデジタル量子アルゴリズムを実行し、誤り訂正量子コンピュータを構築するためには、高忠実なシングルビットゲートと2ビットゲートを達成することが不可欠である。
本稿では、周波数変調を付加的な制御度として導入することにより、従来の振幅変調を拡張した周波数変調および振幅変調マイクロ波制御を用いた量子ゲートの実装のための理論的枠組みを提案する。
提案手法は固定周波数量子ビット上で動作し、キュービット周波数調整性の必要性を駆動周波数変調に変換する。
Floquet理論を用いて、指定された基準内で最適な忠実度を得るために、これらのドライブを解析・設計する。
我々のフレームワークはFloquetフレームワーク内の非断熱ゲートと非断熱ゲートにまたがっており、ゲートタイプと制御スキームの広範な適用性を保証する。
数値シミュレーションにおいて典型的なトランモンキュービットパラメータを用いて, 制御誤差が0.1%以下, 単一キュービット演算では25-40 ns, 2キュービット演算では125-135 nsとなる, X, Hadamard, phase, CZゲートを含む共通ゲートセットを示す。
さらに,80-90 nsのゲート時間を持つ駆動量子ビットに適した常時オンのCZゲートを示す。
関連論文リスト
- Harnessing electron motion for global spin qubit control [2.362412515574206]
シリコンスピン量子ビットは、スケーラブルな量子コンピュータを構築するための有望な候補である。
マイクロ波制御信号を各キュービットに ローカルに送信することは 課題です
提案手法を用いることで,最先端技術と比較して,単一ビットの忠実度を最大100倍に向上させることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-17T03:02:56Z) - Gradient projection method for constrained quantum control [46.08419608239004]
我々は、量子制御の問題にGPM(Gradient Projection Method)を採用する。
この方法の主な利点は、境界を正確に満たすことができることである。
GPMを1および2キュービットゲートと2キュービットベルおよびワーナー状態の生成を含むいくつかの例に適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-29T11:56:55Z) - Microwave-activated two-qubit gates for fixed-coupling and fixed-frequency transmon qubits [6.175888443499163]
本研究では、固定周波数トランスモンカプラを介して結合された2つの固定周波数トランスモンキュービットに対するマイクロ波活性化2量子ゲート方式を提案する。
その結果, 脱コヒーレンス効果を除いて, 0.999以上のゲート忠実度を150 ns以内で達成できることが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-10T11:04:34Z) - Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on superconducting qutrits [36.30869856057226]
任意のqubitおよびqutritゲートを高忠実度で実現でき、ゲート列の長さを大幅に削減できることを示す。
最適制御ゲートは少なくとも3時間ドリフトでき、同じ校正パラメータを全ての実装ゲートに利用できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-07T22:15:43Z) - Robustness of a universal gate set implementation in transmon systems
via Chopped Random Basis optimal control [50.591267188664666]
CNOT, Hadamard, phase と $pi/8$ gates から構成される汎用2量子ゲートセットのトランスモン系システムに対する実装を数値解析的に検討する。
このようなゲートを実装するための制御信号は、目標ゲート不忠実度が10-2$のチョッペランダムバス最適制御技術を用いて得られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-27T10:55:15Z) - Control and mitigation of microwave crosstalk effect with
superconducting qubits [9.613618707084132]
単一ビットゲートは通常マイクロ波駆動で実現される。
マイクロ波パルス間のクロストークは無視できないエラー源である。
本稿では,このクロストーク問題に対処する誤り軽減手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-18T07:49:36Z) - Extensible circuit-QED architecture via amplitude- and
frequency-variable microwaves [52.77024349608834]
固定周波数キュービットとマイクロ波駆動カプラを組み合わせた回路QEDアーキテクチャを提案する。
ドライブパラメータは、選択的な2ビット結合とコヒーレントエラー抑制を可能にする調整可能なノブとして現れる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-17T22:49:56Z) - High fidelity two-qubit gates on fluxoniums using a tunable coupler [47.187609203210705]
超伝導フラクソニウム量子ビットは、大規模量子コンピューティングへの道のトランスモンに代わる有望な代替手段を提供する。
マルチキュービットデバイスにおける大きな課題は、スケーラブルなクロストークのないマルチキュービットアーキテクチャの実験的なデモンストレーションである。
ここでは、可変カプラ素子を持つ2量子フッソニウム系量子プロセッサを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-30T13:44:52Z) - Realization of fast all-microwave CZ gates with a tunable coupler [20.85807439817825]
超伝導トランスモン量子ビット系における結合強度変調による全マイクロ波パラメトリックZ(CZ)ゲートの提案と実現について述べる。
我々は、高忠実度99.38%$ pm$0.34%、制御誤差0.1%の100 ns CZゲートを実験的に実現した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T11:11:22Z) - Implementation of the SMART protocol for global qubit control in silicon [0.623014942746354]
シリコン量子ドット内の単一スピンマイクロ波を制御するための新しいプロトコルを実装した。
単一量子ビットの普遍的な制御は、局所ゲートを介してスターク変調シフト制御を用いて実証される。
この研究により、将来のスケーラブルなスピン量子ビットアレイは、グローバルマイクロ波制御と局所ゲートアドレス可能性を用いて動作可能であることが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-02T12:46:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。