論文の概要: Long-range tunable coupler for modular fluxonium quantum processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.12261v1
- Date: Tue, 14 Apr 2026 04:24:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-15 19:11:32.231945
- Title: Long-range tunable coupler for modular fluxonium quantum processors
- Title（参考訳）: モジュラーフラキソニウム量子プロセッサのための長距離可変結合器
- Authors: Peng Zhao, Peng Xu, Zheng-Yuan Xue,
- Abstract要約: 本研究では,1cm以上離れたフラキソニウム量子ビットを相互接続する長距離可変カプラを提案する。
この研究は、モジュラースケーラビリティで実証されたポテンシャルを橋渡しすることで、大規模なフラキソニウム量子プロセッサの開発に寄与する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.775913749370083
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The path toward practical superconducting quantum processors requires the integration of a large number of high-performance qubits. Modular architectures could offer a way to address the scaling limitations of monolithic designs by partitioning a large quantum processor into physically separated modules, or chiplets, linked through long-range interconnects. In this context, although fluxonium qubits have emerged as a compelling platform for quantum computing due to their long coherence times and high-fidelity gates, existing coupling schemes remain restricted to qubits in close proximity on a single chip. This limitation inherently precludes the long-range interconnects essential for modular integration. In this work, we propose a long-range tunable coupler designed to interconnect fluxonium qubits separated by more than one centimeter, thereby supporting the realization of modular fluxonium quantum processors. Under realistic assumptions, the proposed coupler has the potential to achieve inter-module two-qubit gate performance, specifically sub-100-ns gates with intrinsic errors below $10^{-4}$, comparable to that of intra-module (intra-chiplet) gates, while enabling modular integration with low quantum crosstalk, a key requirement for scalable systems. We further discuss the integration of this coupler into modular fluxonium lattices and explore its feasibility for achieving the higher connectivity and longer coupling range required for complex quantum error correction codes. This work could contribute to the development of large-scale fluxonium quantum processors by bridging their demonstrated potential with modular scalability.
- Abstract（参考訳）: 実用的な超伝導量子プロセッサへの道は、多数の高性能量子ビットの統合を必要とする。
モジュラーアーキテクチャは、大きな量子プロセッサを物理的に分離されたモジュール、あるいは長距離の相互接続によってリンクされたチップレットに分割することで、モノリシックな設計のスケーリング制限に対処する方法を提供する。
この文脈では、フラクソニウム量子ビットは長いコヒーレンス時間と高忠実度ゲートのために量子コンピューティングの魅力的なプラットフォームとして登場したが、既存のカップリングスキームは単一のチップに近接して量子ビットに制限されている。
この制限は、モジュラー積分に不可欠な長距離相互接続を本質的に妨げている。
本研究では,1cm以上離れたフラキソニウム量子ビットを相互接続する長距離可変結合器を提案し,モジュール型フラキソニウム量子プロセッサの実現を支援する。
現実的な仮定では、提案したカプラはモジュール間2量子ゲートの性能を達成する可能性があり、特に100-ns以下の内在誤差を持つサブ100-nsゲートは、モジュール内(イントラチプレット)ゲートと同等であり、スケーラブルシステムのキー要件である低量子クロストークとのモジュラー統合を可能にする。
さらに、このカプラをモジュラーフラクトロニウム格子に統合し、複雑な量子誤り訂正符号に必要な高接続性と長い結合範囲を実現するための実現可能性について検討する。
この研究は、モジュラースケーラビリティで実証されたポテンシャルを橋渡しすることで、大規模なフラキソニウム量子プロセッサの開発に寄与する可能性がある。
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