論文の概要: QuBE/Qubex: an integrated hardware-software system for superconducting qubit experiments with broadband control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.13010v1
- Date: Thu, 11 Jun 2026 07:44:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-12 15:55:27.651993
- Title: QuBE/Qubex: an integrated hardware-software system for superconducting qubit experiments with broadband control
- Title（参考訳）: QuBE/Qubex:ブロードバンド制御による超伝導量子ビット実験のための統合ハードウェア・ソフトウェアシステム
- Authors: Akinori Machino, Kazuhisa Ogawa, Takefumi Miyoshi, Hidehisa Shiomi, Shinichi Morisaka, Ryo Matsuda, Nilton F. G. Filho, Koichiro Ban, Takafumi Miyanaga, Keisuke Koike, Ryutaro Ohira, Toshi Sumida, Yoshinori Kurimoto, Yuuya Sugita, Yosuke Ito, Yasunari Suzuki, Peter A. Spring, Shiyu Wang, Hiroto Mukai, Arvind Mamgain, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Nakamura, Makoto Negoro,
- Abstract要約: 本稿では,広帯域マイクロ波ハードウェアとパルスレベルソフトウェアスタックを組み合わせた,スケーラブルな超伝導量子ビット実験のための集積量子ビット制御システムを提案する。
このハードウェアは、制御出力から1.6GHzまでの即時スパンを含むブロードバンドマイクロ波カバーを提供する。
ハードウェアアーキテクチャを公開し、ソフトウェアスタックをオープンソースとしてリリースすることにより、スケーラブルな超伝導量子ビット制御実験のための検査可能なハードウェア・ソフトウェア基盤を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.693710772509491
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Achieving high-fidelity operation in large-scale superconducting qubit systems requires not only control hardware with broad frequency coverage, low crosstalk, and tight synchronization but also software that coordinates system configuration, experiment execution, and data analysis. Here we present an integrated qubit-control system that combines broadband microwave hardware with a pulse-level software stack for scalable superconducting qubit experiments. The hardware provides broadband microwave coverage, including an instantaneous span of up to 1.6 GHz from a control output, while the software reduces setup and calibration overhead through automated configuration and built-in experiment workflows. We validate the system on a 64-qubit fixed-frequency transmon chip through full-chip frequency identification and representative demonstrations, including multi-unit far-detuned cross-resonance calibration and benchmarking that yields a measured two-qubit gate fidelity of 98.34%, and multilevel readout beyond the computational subspace. By disclosing the hardware architecture and releasing the software stack as open source, this work provides an inspectable hardware-software foundation for scalable superconducting qubit control experiments.
- Abstract（参考訳）: 大規模超伝導量子ビットシステムにおける高忠実性演算を実現するには、広い周波数範囲、低クロストーク、タイト同期の制御ハードウェアだけでなく、システム構成、実験実行、データ解析をコーディネートするソフトウェアが必要である。
本稿では、広帯域マイクロ波ハードウェアとパルスレベルソフトウェアスタックを組み合わせた、スケーラブルな超伝導量子ビット実験のための統合量子ビット制御システムを提案する。
ハードウェアは、制御出力から最大1.6GHzまでの即時スパンを含むブロードバンドマイクロ波をカバーし、ソフトウェアは自動構成と組み込みの実験ワークフローを通じて設定とキャリブレーションのオーバーヘッドを削減する。
我々は,64ビットの固定周波数トランスモンチップ上で,実測値98.34%の2ビットゲート忠実度を持つマルチユニット遠距離共振器キャリブレーションとベンチマーク,計算部分空間を越えたマルチレベル読み出しなど,フルチップの周波数識別と代表デモによるシステム検証を行った。
ハードウェアアーキテクチャを公開し、ソフトウェアスタックをオープンソースとしてリリースすることにより、スケーラブルな超伝導量子ビット制御実験のための検査可能なハードウェア・ソフトウェア基盤を提供する。
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