論文の概要: Experimental signatures of a $σ_zσ_x$ beam-splitter interaction between a Kerr-cat and transmon qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21972v1
• Date: Wed, 26 Nov 2025 23:11:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.324621
• Title: Experimental signatures of a $σ_zσ_x$ beam-splitter interaction between a Kerr-cat and transmon qubit
• Title（参考訳）: ケーラーキャットとトランスモン量子ビット間の$σ_zσ_x$ビーム-スプリッター相互作用の実験的シグネチャ
• Authors: Josiah Cochran, Haley M. Cole, Hebah Goderya, Zhuoqun Hao, Yao-Chun Chang, Theo Shaw, Aikaterini Kargioti, Shyam Shankar,
• Abstract要約: 超伝導量子回路では、Kerr-cat qubits (KCQs) は強いバイアスノイズを示す。 我々はKCQとトランスモンのビームスプリッター相互作用を実験的に実証し、有効な$_z_x$結合を実現する。 これらの結果は、トランスモンをデータキュービットとして、ノイズバイアスのボソニックアンシラと組み合わせたハイブリッドアーキテクチャへのステップを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34117876175071693
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) requires ancilla qubits to extract error syndromes from data qubits which store quantum information. However, ancilla errors can propagate back to the data qubits, introducing additional errors and limiting fault-tolerance. In superconducting quantum circuits, Kerr-cat qubits (KCQs), which exhibit strongly biased noise, have been proposed as ancillas to suppress this back-action and enhance QEC performance. Here, we experimentally demonstrate a beamsplitter interaction between a KCQ and a transmon, realizing an effective $σ_zσ_x$ coupling that can be employed for parity measurements in QEC protocols. We characterize the interaction across a range of cat sizes and drive amplitudes, confirming the expected scaling of the interaction rate. These results establish a step towards hybrid architectures that combine transmons as data qubits with noise-biased bosonic ancillas, enabling hardware-efficient syndrome extraction and advancing the development of fault-tolerant quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)は、量子情報を格納するデータ量子ビットからエラーシンドロームを抽出するために、アシラ量子ビットを必要とする。 しかし、アンシラエラーはデータキュービットに伝播し、追加エラーを導入し、フォールトトレランスを制限する。 超伝導量子回路では、強いバイアスノイズを示すKerr-cat qubits (KCQs) がアンシラとして提案され、このバックアクションを抑制し、QEC性能を向上させる。 ここでは、KCQとトランスモンのビームスプリッタ相互作用を実験的に実証し、QECプロトコルのパリティ測定に使用できる効果的な$σ_zσ_x$結合を実現する。 猫の大きさの多様さにまたがる相互作用を特徴付け, 猫の振幅を駆動し, 相互作用速度の予測スケーリングを確認する。 これらの結果は、トランスモンをデータキュービットとして、ノイズバイアス付きボソニックアンシラと組み合わせ、ハードウェア効率の良いシンドローム抽出を可能にし、フォールトトレラント量子プロセッサの開発を促進するハイブリッドアーキテクチャへの一歩を踏み出した。

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