論文の概要: Fock State Generation and SWAP using a Rabi-Driven Qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07235v1
• Date: Wed, 08 Apr 2026 15:58:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.620307
• Title: Fock State Generation and SWAP using a Rabi-Driven Qubit
• Title（参考訳）: Rabi-Driven Qubit を用いたフォック状態生成とSWAP
• Authors: Natan Karaev, Eliya Blumenthal, Shay Hacohen-Gourgy,
• Abstract要約: 分離された高Qモードにおけるフォック状態の決定論的生成とSWAPは、ボゾン量子コンピューティングのコア基盤を形成する。 モード分離を保った弱い結合量子ビットが要求に対する強い相互作用を誘導する、調整可能な機構を導入する。 約2マイクロ秒で単光子SWAPを実証・特徴化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The deterministic generation and SWAP of Fock states in isolated high-Q modes form a core foundation for architectures in bosonic quantum computing. Conventionally, these operations necessitate strong coupling to a qubit, which inherently compromises the required cavity isolation. To address this trade-off, we introduce a tunable mechanism wherein a weakly coupled qubit, which preserves mode isolation, is driven to induce a strong interaction on demand. By leveraging a Rabi-driven, qubit-mediated sideband interaction, we realize on-demand Jaynes-Cummings coupling between a transmon and a long-lived cavity mode. Using a superconducting flute cavity with two high-Q modes, we deterministically demonstrate Fock state preparation up to n=5 at operation times of less than 2 microseconds per photon. We also demonstrate and characterize single-photon SWAP in approximately 2 microseconds. Finally, we adapt our SWAP method to generate a dual-rail Bell state. While current performance is constrained by baseline coherence rather than fundamental methodological limits, the protocol scales inherently to accommodate higher photon numbers and faster operational regimes. By enabling complex operations on modes that remain strictly weakly coupled to qubits, this approach establishes a robust pathway for advancing scalable bosonic quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 分離された高Qモードにおけるフォック状態の決定論的生成とSWAPは、ボゾン量子コンピューティングにおけるアーキテクチャのコア基盤を形成する。 従来、これらの操作は、要求される空洞分離を本質的に損なうクビットへの強い結合を必要とする。 このトレードオフに対処するために、モード分離を保った弱い結合量子ビットが要求に対する強い相互作用を引き起こすような調整可能なメカニズムを導入する。 Rabi-driven, qubit-mediated sideband interaction を利用して, トランスモンと長寿命キャビティモード間のオンデマンドJaynes-Cummings結合を実現する。 2つの高Qモードを持つ超伝導フルートキャビティを用いて,光子当たり2マイクロ秒未満の動作時間でFock状態がn=5まで生成されることを確定的に実証した。 また,1光子SWAPを約2マイクロ秒で示す。 最後に、SWAP法を適用して、デュアルレールベル状態を生成する。 現在の性能は基本的な方法論的限界よりもベースラインのコヒーレンスに制約されているが、プロトコルは本質的に、より高い光子数とより高速な運用体制に対応するためにスケールする。 量子ビットに厳密に結合したモードでの複雑な演算を可能にすることにより、スケーラブルなボソニック量子コンピューティングを前進させる堅牢な経路を確立することができる。

関連論文リスト

• Robust iSWAP gates for semiconductor spin qubits with local driving [0.0]
  半導体スピン量子ビットに対するロバストなiSWAPゲートプロトコルを提案する。 本手法では,従来の交換結合型スピン量子ビット上でのローカルマイクロ波駆動のみを用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-06T03:25:00Z)
• Fast Sideband Control of a Weakly Coupled Multimode Bosonic Memory [8.767643277178196]
  超伝導キャビティとトランスモンのような非線形回路を備えた回路量子電磁力学は、ハードウェア効率の良い量子情報処理のための有望なプラットフォームを提供する。 分散結合を弱めることにより、このアーキテクチャを実現する上での重要な課題に対処する。 トランスモンを介するサイドバンド相互作用によってゲート速度を動的に増幅することにより,高速かつ高忠実なマルチモード制御を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T17:59:07Z)
• Crosstalk-Robust Quantum Control in Multimode Bosonic Systems [34.03303487556571]
  高コヒーレンス超伝導キャビティは、量子情報処理のためのハードウェア効率の良いプラットフォームを提供する。 ボゾンモードの普遍的な操作を実現するために、それらをトランスモンアンシラに結合することにより、所望の非線形性を実現する。 我々は、周波数シフトに頑健なアシラパルスを設計するために、量子最適制御を用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-01T04:33:12Z)
• Photon-mediated long range coupling of two Andreev level qubits [0.0]
  超伝導マイクロ波キャビティカップラにおいて,マイクロ波光子を介する2つのアンドレーブ準位量子ビット(ALQ)間のコヒーレント結合を示す。 高い絡み合いを持つ2量子状態が6ミリメートルの距離で媒介される。 この研究はALQをコンパクトでスケーラブルな固体量子ビットとして確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-24T16:40:49Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• Qubit readouts enabled by qubit cloaking [49.1574468325115]
  時間依存ドライブは量子コンピューティングの取り組みにおいて重要な役割を果たす。 シングルキュービット制御、論理演算の絡み合い、およびキュービットの読み出しを可能にする。 クビット・クローキングは、Lled'o, Dassonneville, et alで導入された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-01T15:58:25Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Superconducting coupler with exponentially large on-off ratio [68.8204255655161]
  Tunable two-qubit couplersは、マルチキュービット超伝導量子プロセッサにおけるエラーを軽減するための道を提供する。 ほとんどのカップルは狭い周波数帯域で動作し、ZZ$相互作用のような特定のカップリングをターゲットにしている。 これらの制限を緩和する超伝導カプラを導入し、指数関数的に大きなオンオフ比を持つ2量子ビット相互作用を抑える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-21T03:03:13Z)
• Universal non-adiabatic control of small-gap superconducting qubits [47.187609203210705]
  2つの容量結合トランスモン量子ビットから形成される超伝導複合量子ビットを導入する。 我々はこの低周波CQBを、ただのベースバンドパルス、非断熱遷移、コヒーレントなランダウ・ツェナー干渉を用いて制御する。 この研究は、低周波量子ビットの普遍的非断熱的制御が、単にベースバンドパルスを用いて実現可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-29T22:48:34Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。