論文の概要: Tunable Nonlocal ZZ Interaction for Remote Controlled-Z Gates Between Distributed Fixed-Frequency Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28526v1
- Date: Mon, 30 Mar 2026 14:52:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.455385
- Title: Tunable Nonlocal ZZ Interaction for Remote Controlled-Z Gates Between Distributed Fixed-Frequency Qubits
- Title（参考訳）: 分散固定周波数ビット間の遠隔制御Zゲートに対する可変非局所ZZ相互作用
- Authors: Benzheng Yuan, Chaojie Zhang, Haoran He, Yangyang Fei, Chuanbing Han, Shuya Wang, Huihui Sun, Qing Mu, Bo Zhao, Fudong Liu, Weilong Wang, Zheng Shan,
- Abstract要約: フォールトトレラント量子コンピューティングは大規模な超伝導プロセッサを必要とする。
本稿では,このボトルネックを克服するための分散ハードウェアアーキテクチャを提案する。
この機構は、固定周波数トランスモン間の99.99%以上の忠実度を持つ遠隔制御Zゲートを実現することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.182194432593574
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computing requires large-scale superconducting processors, yet monolithic architectures face increasing constraints from wiring density, crosstalk, and fabrication yield. Modular superconducting platforms offer a scalable alternative, but achieving high-fidelity entangling gates between distant modules remains a central challenge, particularly for highly coherent fixed-frequency qubits. Here, we propose a distributed hardware architecture designed to overcome this bottleneck by employing a pair of double-transmon couplers (DTCs). By synchronously controlling the two DTCs stationed at opposite ends of a macroscopic cable, our scheme strongly suppresses residual static inter-module coupling while enabling on-demand activation of a non-local cross-Kerr interaction with an on/off ratio exceeding $10^6$. Through comprehensive system-level numerical simulations incorporating realistic hardware parameters, we demonstrate that this mechanism can realize a remote controlled-Z (CZ) gate with a fidelity over 99.99\% between fixed-frequency transmons housed in separate packages interconnected by a 25 cm coaxial cable. These results establish a highly viable, hardware-efficient route toward high-performance distributed superconducting processors.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピューティングは大規模な超伝導プロセッサを必要とするが、モノリシックアーキテクチャは配線密度、クロストーク、製造収率の制約が増大している。
モジュラー超伝導プラットフォームはスケーラブルな代替手段を提供するが、特に高一貫性の固定周波数量子ビットでは、遠方モジュール間の高忠実なエンタングルゲートを達成することが中心的な課題である。
本稿では,このボトルネックを克服するために,Double-transmon coupler (DTC) を用いた分散ハードウェアアーキテクチャを提案する。
マクロケーブルの両端に配置する2つのDTCを同期制御することにより, オン/オフ比が10^6$を超える非局所的クロスカー相互作用のオンデマンド活性化を可能とし, 静的なモジュール間カップリングを強く抑制する。
現実的なハードウェアパラメータを取り入れた総合的なシステムレベルの数値シミュレーションにより,25cmの同軸ケーブルで接続された別パッケージに収容された固定周波数トランスモン間で99.99 %以上の忠実度を有する遠隔制御Z(CZ)ゲートを実現することができることを示した。
これらの結果により,高性能分散超伝導プロセッサへのハードウェア効率の高い経路が確立された。
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