論文の概要: Orthogonal frequency-division multiplexing for simultaneous gate operations on multiple qubits via a shared control line
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16855v1
- Date: Thu, 20 Nov 2025 23:36:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.841844
- Title: Orthogonal frequency-division multiplexing for simultaneous gate operations on multiple qubits via a shared control line
- Title（参考訳）: 共有制御線による複数量子ビット上の同時ゲート動作のための直交周波数分割多重化
- Authors: Haruki Mitarai, Yukihiro Tadokoro, Hiroya Tanaka,
- Abstract要約: スケーリングは熱負荷の観点からも大きな課題であり、大規模量子コンピュータの実現において大きなボトルネックを形成している。
周波数分割多重化方式を用いて、単一ケーブルを介して伝送されるマイクロ波を用いて、複数のキュービット上の同時ゲート動作を解析する。
そこで本研究では,多数の量子ビットを持つ量子プロセッサに適した,スケーラブルなFDMベースのマイクロ波制御方式を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0068173369769948
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The increasing number of qubits in quantum processors necessitates a corresponding increase in the number of control lines between the processor, which is typically operated at cryogenic temperatures, and external electronics. Scaling poses significant challenges in terms of the thermal loads, forming a major bottleneck in the realization of large-scale quantum computers. In this study, we analyze simultaneous gate operations on multiple qubits using microwaves transmitted via a single cable in a frequency-division multiplexing (FDM) scheme. By employing rectangular control microwave pulses, we reveal the contribution of drive frequency spacing to gate fidelity. Through theoretical and numerical analyses, we demonstrate that orthogonal and quasi-orthogonal microwave signals suppress interference in simultaneously driven qubits, thereby ensuring high gate fidelity. Additionally, we provide design guidelines for key parameters, including pulse length, number of multiplexed microwave signals, and rotation angle, to achieve precise qubit operations. Our findings enable a scalable FDM-based microwave control scheme suitable for quantum processors with a large number of qubits.
- Abstract（参考訳）: 量子プロセッサにおける量子ビットの増大は、通常低温で動作するプロセッサと外部エレクトロニクスの間の制御ラインの数の増加を必要とする。
スケーリングは熱負荷の観点からも大きな課題であり、大規模量子コンピュータの実現において大きなボトルネックを形成している。
本研究では、周波数分割多重化(FDM)方式で、単一ケーブルを介して伝送されるマイクロ波を用いて、複数のキュービット上の同時ゲート動作を解析する。
長方形制御マイクロ波パルスを用いることで、ゲート忠実度に対する駆動周波数間隔の寄与を明らかにする。
理論的および数値解析により、直交マイクロ波信号と準直交マイクロ波信号が同時に駆動される量子ビットの干渉を抑制することを示し、高いゲート忠実性を確保する。
さらに、パルス長、多重マイクロ波信号数、回転角などの鍵パラメータの設計ガイドラインを提供し、正確な量子ビット演算を実現する。
そこで本研究では,多数の量子ビットを持つ量子プロセッサに適した,スケーラブルなFDMベースのマイクロ波制御方式を提案する。
関連論文リスト
- Dynamic Josephson Junction Metasurfaces for Multiplexed Control of Superconducting Qubits [0.0]
ミリケルビン(mK)温度で直接マイクロ波制御信号を生成・多重化するための時空間変調ジョセフソン接合構造を提案する。
その結果、制御パラメータによる多重周波数音の発生が示され、熱負荷と配線オーバーヘッドを最小限に抑えつつ、効率よくスケーラブルな量子ビット制御が可能となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-02T19:19:37Z) - In situ Qubit Frequency Tuning Circuit for Scalable Superconducting Quantum Computing: Scheme and Experiment [23.955959205144353]
In situ超伝導回路を用いてキュービット周波数を調整できるスケーラブルなスキームを提案する。
我々の研究は超伝導量子プロセッサの大規模制御の道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-31T08:02:20Z) - Pulse-controlled qubit in semiconductor double quantum dots [57.916342809977785]
単一電子電荷量子ビットの量子制御のための数値最適化多パルスフレームワークを提案する。
新規な制御方式は、キュービットを断熱的に操作すると同時に、高速で一般的な単一キュービット回転を行う能力も保持する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T19:00:02Z) - Two qubits in one transmon -- QEC without ancilla hardware [68.8204255655161]
超伝導トランスモン内の2つの量子ビットの保存と制御に高エネルギーレベルを使用することが理論的に可能であることを示す。
追加の量子ビットは、誤り訂正に多くの短命な量子ビットを必要とするアルゴリズムや、量子ビットネットワークに高接続性を持つeffecitveを埋め込むアルゴリズムで使用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-28T16:18:00Z) - Coupler microwave-activated controlled phase gate on fluxonium qubits [32.73124984242397]
チューナブルカプラは通常、2つのキュービットを接続するLC回路の共振周波数を調整するために使用されるSQUIDのような非線形要素を含む。
本稿では、疑似制御信号を適用することで、調整可能なカプラの共振周波数を調整する代わりに、カプラ自体に付随する自由度をマイクロ波で励起する補足的アプローチを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-20T07:51:04Z) - 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) - Full control of superconducting qubits with combined on-chip microwave
and flux lines [0.0]
マイクロ波線とフラックス線を1つの「XYZ線」に統合する手法を提案する。
この制御ラインを組み合わせることで、高速な単一キュービットゲートの実行や、量子ビットへのフラックス信号の配信が可能になります。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-13T17:05:45Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z)
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。