論文の概要: Scalable Fluxonium Quantum Processors via Tunable-Coupler Architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13363v1
• Date: Wed, 15 Apr 2026 00:10:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.332658
• Title: Scalable Fluxonium Quantum Processors via Tunable-Coupler Architecture
• Title（参考訳）: Tunable-Couplerアーキテクチャによるスケーラブルなフルオキソニウム量子プロセッサ
• Abstract要約: マルチキュービット格子における残差相互作用やオブザーバエラーを抑制するために,モジュール型キュービットカップラーユニットセルをベースとしたスケーラブルなフラキソニウムプロセッサアーキテクチャを構築した。 このシステムは、99.99%と2量子CZゲートの99%に近い平行シングルキュービットゲートのフィデリティを可能にする。 並列処理により最大10キュービットのGreenberger-Horne-Zeilinger状態が決定論的に生成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.830669964915048
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting quantum processors have largely converged on transmon-based architectures, while alternative qubit modalities with intrinsic error protection have lacked a demonstrated path to scalable system integration. In particular, although tunable-coupler-mediated interactions have been validated for small fluxonium systems, it remains unclear whether such designs can be scaled to a multi-qubit lattice. Here, we establish a scalable fluxonium processor architecture based on a modular qubit-coupler unit cell engineered to suppress residual interactions and spectator errors in a many-qubit lattice. The system enables parallel single-qubit gate fidelities approaching 99.99% and two-qubit CZ gate fidelities around 99%. With an optimized gate duration of 32 ns, the best CZ gate fidelity reaches 99.9%. We further validate this architecture in a 22-qubit processor based on the same configuration, where parallel operations enable the deterministic generation of Greenberger-Horne-Zeilinger states involving up to 10 qubits. Together, these results demonstrate that the fluxonium-tunable-coupler unit cell composes without emergent interaction pathologies and establish fluxonium as a scalable superconducting qubit platform.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサは、トランスモンベースのアーキテクチャに大きく収束しているが、本質的なエラー保護を持つ代替量子ビットモードは、スケーラブルなシステム統合への道のりを示さなかった。 特に、チューナブルカップラーを媒介とする相互作用は小さなフラクソニウム系に対して検証されているが、そのような設計がマルチキュービット格子に拡張できるかどうかは不明である。 そこで我々は,マルチキュービット格子における残差相互作用やオブザーバエラーを抑制するために,モジュール状キュービット結合ユニットセルをベースとしたスケーラブルなフラキソニウムプロセッサアーキテクチャを構築した。 このシステムは、99.99%と2量子CZゲートの99%に近い平行シングルキュービットゲートのフィデリティを可能にする。 最適化されたゲート持続時間は32 nsであり、最高のCZゲート忠実度は99.9%に達する。 並列処理により最大10キュービットのGreenberger-Horne-Zeilinger状態が決定論的に生成される。 これらの結果から,フラキソニウム-タウナブルカップラーユニットセルは創発的相互作用を伴わずに構成され,スケーラブルな超伝導量子ビットプラットフォームとしてフラキソニウムが確立された。

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