論文の概要: Unlocking a fast adiabatic CZ gate and exact residual $ZZ$ cancellation between fixed-frequency transmons using a floating tunable coupler

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05048v1
• Date: Mon, 06 Apr 2026 18:01:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.424967
• Title: Unlocking a fast adiabatic CZ gate and exact residual $ZZ$ cancellation between fixed-frequency transmons using a floating tunable coupler
• Title（参考訳）: フローティング可変カプラを用いた高速断熱式CZゲートのロック解除と固定周波数トランスモン間のZZ$キャンセル
• Authors: Angela Q. Chen, Xian Wu, Sarah Strong, Stefano Poletto,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットアーキテクチャにおけるチューナブルカップラは、2量子ゲートに対する強い量子ビット-量子ビット相互作用を可能にする。 対称浮動小数点共振器は高速かつ高忠実なアディベート制御Zゲートのための自然なプラットフォームを提供する。 99.9%以上の忠実度を有する24nsアディベートCZゲートを数時間で安定動作させる実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.091188683443293
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Tunable couplers in superconducting qubit architectures enable strong qubit-qubit interactions for two-qubit gates while suppressing unwanted coupling during single-qubit operations. However, achieving low error rates for fast two-qubit gates remains challenging, as suppressing leakage and non-adiabatic errors typically requires specialized qubit, coupler, or pulse designs, often at the expense of an idling $ZZ=0$ condition. In this work, we demonstrate that a symmetric floating tunable coupler provides a natural platform for fast, high-fidelity adiabatic controlled-Z (CZ) gates. Its favorable energy-level structure eliminates the conventional trade-off between rapid conditional-phase accumulation and adiabatic evolution while preserving exact cancellation of residual $ZZ$ interaction at idling. This architecture exhibits intrinsic robustness to non-adiabatic transitions, even under simple flux modulation waveforms. To push performance at short gate durations, where maintaining adiabaticity becomes more challenging despite the favorable level structure, we introduce pulse-shaping techniques based on the instantaneous adiabatic factor that further suppress non-adiabatic errors. We experimentally realize a 24 ns adiabatic CZ gate with fidelity exceeding 99.9% and stable operation over several hours.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットアーキテクチャにおけるチューナブルカップラは、2量子ゲートに対する強い量子ビット-量子ビット相互作用を可能にし、単一量子ビットの操作において不要なカップリングを抑制する。 しかし、高速な2量子ゲートの低いエラー率を達成することは依然として困難であり、リークや非断熱誤差を抑えるには、通常特別なキュービット、カプラ、パルス設計が必要である。 本研究では,高速かつ高忠実なアディベート制御Z(CZ)ゲートに対して,対称な浮動小数点共振器が自然なプラットフォームを提供することを示す。 その好適なエネルギー準位構造は、アイドリング時の残留$ZZ$相互作用の正確なキャンセルを保ちながら、急激な条件相の蓄積と断熱的進化の間の従来のトレードオフをなくす。 このアーキテクチャは、単純なフラックス変調波形であっても、非断熱遷移に固有の堅牢性を示す。 本研究では,非断熱誤差を更に抑制する瞬時断熱係数に基づくパルス整形手法を提案する。 99.9%以上の忠実度を有する24nsアディベートCZゲートを数時間で安定動作させる実験を行った。

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