論文の概要: Hybrid Coupling Topology with Dynamic ZZ Suppression for Optimizing Circuit Depth during Runtime in Superconducting Quantum Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06812v1
- Date: Fri, 06 Feb 2026 15:59:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-09 22:18:26.467297
- Title: Hybrid Coupling Topology with Dynamic ZZ Suppression for Optimizing Circuit Depth during Runtime in Superconducting Quantum Processor
- Title（参考訳）: 超電導量子プロセッサの動作時の回路深さ最適化のための動的ZZ抑制によるハイブリッド結合位相
- Authors: Uday Sannigrahi, Amlan Chakrabarti, Swapnil Saha, Shrinjita Biswas,
- Abstract要約: 1つのカプラを用いて4つの固定周波数トランスモン量子ビットを接続する。
設計はIBMのヘビー・ヘキサゴナルレイアウトに比べて回路深さが20%近く減少する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.907021982547169
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: To reduce circuit depth when executing Quantum algorithms, it is necessary to maximize qubit connectivity on a near-term quantum processor. While addressing this, we also need to ensure high gate fidelity, suppression of unwanted ZZ cross-talk, a compact layout footprint, and minimal control hardware complexity to support scalability. In current superconducting quantum chips, fixed coupling is used as it is easier to scale, but it is limited by unwanted static ZZ interaction during single qubit operations, which degrades system performance. To overcome these challenges, we have introduced a first-of-its-kind hybrid tunable-coupling architecture that connects four fixed-frequency transmon qubits using a single coupler. This hybrid coupler uses off-resonant Stark drives to tune ZZ strength between qubit pairs. Experimentally backed simulation results indicate that our proposed hybrid design maximizes the qubit connectivity while reducing control overhead. This design achieves a near 20% reduction in circuit depth compared to IBM's Heavy-Hexagonal layout, showing its potential for scalability.
- Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの実行時の回路深さを低減するためには、短期量子プロセッサ上での量子ビット接続を最大化する必要がある。
これに対処する一方で、高いゲート忠実性、不要なZZクロストークの抑制、レイアウトフットプリントのコンパクト化、スケーラビリティをサポートするためのハードウェアの最小化も必要です。
現在の超伝導量子チップでは、固定結合はスケールしやすいため用いられるが、システム性能を低下させる単一量子ビット演算における不要な静的ZZ相互作用によって制限される。
これらの課題を克服するために、我々は、単一カプラを用いて4つの固定周波数トランスモン量子ビットを接続する、一対一のハイブリッドチューナブル結合アーキテクチャを導入した。
このハイブリッドカプラは、クォービットペア間のZZ強度を調整するために、オフ共鳴のスタークドライブを使用する。
提案したハイブリッド設計は,制御オーバーヘッドを低減しつつ,量子ビット接続を最大化することを示す。
この設計は、IBMのヘビー・ヘキサゴナルレイアウトと比較して回路深度を約20%削減し、スケーラビリティの可能性を示している。
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