論文の概要: Scalable Suppression of XY Crosstalk by Pulse-Level Control in Superconducting Quantum Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.05231v1
- Date: Thu, 08 Jan 2026 18:56:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.345335
- Title: Scalable Suppression of XY Crosstalk by Pulse-Level Control in Superconducting Quantum Processors
- Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサにおけるパルスレベル制御によるXYクロストークのスケーラブル抑制
- Authors: Hui-Hang Chen, Chiao-Hsuan Wang,
- Abstract要約: 超伝導量子プロセッサでは、高性能量子制御がますます重要になっている。
特に、近隣の量子ビット間の不要な相互作用は、運用性能を制限するクロストークエラーを引き起こす。
本稿では,XYクロストーク誤りを抑制するためのスケーラブルなパルスレベル制御フレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As superconducting quantum processors continue to scale, high-performance quantum control becomes increasingly critical. In densely integrated architectures, unwanted interactions between nearby qubits give rise to crosstalk errors that limit operational performance. In particular, direct exchange-type (XY) interactions are typically minimized by designing large frequency detunings between neighboring qubits at the hardware level. However, frequency crowding in large-scale systems ultimately restricts the achievable frequency separation. While such XY coupling facilitates entangling gate operations, its residual presence poses a key challenge during single-qubit controls. Here, we propose a scalable pulse-level control framework, incorporating frequency modulation (FM) and dynamical decoupling (DD), to suppress XY crosstalk errors. This framework operates independently of coupling strengths, reducing calibration overhead and naturally supporting multi-qubit connectivity. Numerical simulations show orders-of-magnitude reductions in infidelity for both idle and single-qubit gates in a two-qubit system. We further validate scalability in a five-qubit layout, where crosstalk between a central qubit and four neighbors is simultaneously suppressed. Our crosstalk suppression framework provides a practical route toward high-fidelity operation in dense superconducting architectures.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサのスケールアップが進むにつれ、高性能量子制御はますます重要になる。
密に統合されたアーキテクチャでは、近隣の量子ビット間の不要な相互作用は、運用性能を制限するクロストークエラーを引き起こす。
特に、直接交換型(XY)相互作用は、ハードウェアレベルで隣り合う量子ビット間の大きな周波数偏差を設計することによって、最小化される。
しかし、大規模システムにおける周波数群集は、最終的に達成可能な周波数分離を制限する。
このようなXY結合はゲート操作の絡み合いを促進するが、残余の存在はシングルキュービット制御において重要な課題となる。
本稿では,周波数変調 (FM) と動的デカップリング (DD) を組み込んだスケーラブルなパルスレベル制御フレームワークを提案する。
このフレームワークは結合強度とは独立して動作し、キャリブレーションオーバーヘッドを低減し、マルチキュービット接続を自然にサポートする。
数値シミュレーションにより、2量子系におけるアイドルゲートとシングルキュービットゲートの非忠実性のオーダー・オブ・マグニチュード低減を示す。
さらに,中心量子ビットと隣人4人のクロストークを同時に抑制する5ビットレイアウトのスケーラビリティを検証した。
我々のクロストーク抑制フレームワークは、高密度超伝導建築における高忠実度運転への実践的な経路を提供する。
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