論文の概要: Leakage Suppression in Quantum Control via Static Parameter Offsets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03726v1
• Date: Sat, 04 Apr 2026 13:13:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.741468
• Title: Leakage Suppression in Quantum Control via Static Parameter Offsets
• Title（参考訳）: 静的パラメータオフセットによる量子制御における漏れ抑制
• Authors: Ting Lin, Zi-Hao Qin, Zheng-Yuan Xue, Tao Chen,
• Abstract要約: 本稿では,システムパラメータに小さな静的オフセットを適用することで,リークエラーを積極的に抑制するための一般的な戦略を提案する。 このアプローチは、オリジナルの制御フレームワークを変更することなく、リークの量子制御に対する有害な影響を系統的に軽減する。 超伝導量子回路上で行われる数値検証は、効果的な漏れ抑制を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.401988101871784
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: High-fidelity quantum operations require the system dynamics to be strictly confined to the computational subspace. In practice, however, control fields inevitably couple to leakage levels, giving rise to quantum state leakage that significantly reduces the fidelity of the operation. To address this challenge, we propose a general strategy for actively suppressing leakage errors by applying small, static offsets to tunable system parameters. This approach systematically mitigates leakage's detrimental impact on quantum control, without modifying the original control framework or incurring additional time overhead. By avoiding the need for extra suppression pulses or complex optimization procedures altogether, it offers a streamlined solution for leakage compensation while remaining fully compatible with subsequent optimal control techniques. Numerical validation conducted on superconducting quantum circuits demonstrates effective leakage suppression, enabling high-fidelity single-qubit gates, precise control of two-qubit interactions, and perfect state transfer in multi-level systems. Moreover, when integrated with optimal control techniques, our approach also allows for the cooperative suppression of both leakage errors and residual crosstalk. Therefore, this work provides a feasible technical pathway toward the low error thresholds required for fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度量子演算は、系の力学を計算部分空間に厳密に制限することを要求する。 しかし、実際には、制御フィールドは必然的にリークレベルに結合し、演算の忠実度を著しく低下させる量子状態リークを引き起こす。 この課題に対処するために,小型で静的なオフセットを調整可能なシステムパラメータに適用することにより,リークエラーを積極的に抑制するための一般的な戦略を提案する。 このアプローチは、オリジナルの制御フレームワークを変更したり、追加の時間オーバーヘッドを発生させることなく、リークによる量子制御に対する有害な影響を系統的に軽減する。 余分な抑圧パルスや複雑な最適化手順を全く必要とせず、リーク補償のための合理化ソリューションを提供するが、その後の最適制御技術と完全に互換性が保たれている。 超伝導量子回路上で行われる数値検証は、有効リーク抑制を示し、高忠実な単一量子ビットゲート、2量子ビット相互作用の精密制御、マルチレベルシステムにおける完全状態転送を可能にしている。 さらに,最適制御技術と統合することにより,リークエラーと残留クロストークの両方を協調的に抑制することができる。 したがって、この研究は、フォールトトレラント量子計算に必要な低いエラーしきい値への実現可能な技術的経路を提供する。

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