論文の概要: Fidelity bounds for adiabatic gates and other quantum operations with time-dependent dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.20501v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 17:15:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:40.013535
• Title: Fidelity bounds for adiabatic gates and other quantum operations with time-dependent dissipation
• Title（参考訳）: 時間依存散逸を伴う断熱ゲートおよびその他の量子演算に対する忠実性境界
• Authors: Simon Pettersson Fors, Aniket Patel, Anton Frisk Kockum, Tahereh Abad,
• Abstract要約: 量子計算プラットフォームはノイズの影響を受けやすいため、量子演算の忠実度はデコヒーレンスによって制限される。 超伝導量子コンピュータにおけるフラックス依存ノイズ感度とクビットカップラーハイブリッド化を組み合わせることで、断熱制御Zゲートの忠実度を著しく低下させることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As quantum-computing platforms are susceptible to noise, the fidelity of quantum operations is limited by decoherence. Understanding this limitation is crucial for building utility-scale quantum processors. In previous works [Phys. Rev. Lett. 129, 150504 (2022); Quantum 9, 1684 (2025)], we presented analytical formulae for the average gate fidelity of multi-qubit operations under static Markovian noise processes, including operations that temporarily leave the computational subspace. However, some quantum-computing architectures dynamically modulate qubit or coupler frequencies to implement two-qubit gates, e.g., baseband flux gates; such modulation can lead to dissipation rates varying in time. In this Letter, we therefore generalize the fidelity-reduction formulae to encompass time-dependent dissipation. Applying our generalized formula, we obtain a fidelity bound for adiabatic operations and demonstrate that flux-dependent noise sensitivity, combined with qubit-coupler hybridization, significantly reduces the fidelity of adiabatic controlled-Z (CZ) gates in superconducting quantum computers. Our work thus provides essential theoretical tools for evaluating error budgets and optimizing the design of quantum operations in tunable quantum-computing architectures, and may also find applications in quantum-sensing and quantum-communication protocols that are affected by time-dependent dissipation.
• Abstract（参考訳）: 量子計算プラットフォームはノイズの影響を受けやすいため、量子演算の忠実度はデコヒーレンスによって制限される。 この制限を理解することは、実用規模の量子プロセッサを構築する上で重要である。 従来の研究(Phys. Lett. 129, 150504 (2022); Quantum 9, 1684 (2025)]では、静的マルコフ雑音過程下でのマルチキュービット演算の平均ゲート忠実度について解析式を提示した。 しかし、量子計算アーキテクチャの中には、量子ビットまたはカプラの周波数を動的に変調して、2ビットゲート(例えば、ベースバンドフラックスゲート)を実装するものもある。 そこで本文では, 時間依存散逸を包含する忠実度低減式を一般化する。 一般化式を適用して, 超伝導量子コンピュータにおいて, フラックス依存ノイズ感度とクビットカップラーハイブリダイゼーションを組み合わせることで, 断熱制御Z(CZ)ゲートの忠実度を著しく低減することを示した。 本研究は, 時間依存散逸の影響を受けやすい量子センシングおよび量子通信プロトコルへの応用も見出すことができる。

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