論文の概要: A high-fidelity two-qubit gate for multimode superconducting P-mon qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.24772v1
- Date: Tue, 23 Jun 2026 16:31:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 22:16:49.072869
- Title: A high-fidelity two-qubit gate for multimode superconducting P-mon qubits
- Title（参考訳）: 多モード超伝導P-モン量子ビットのための高忠実二量子ゲート
- Authors: Frederik Pfeiffer, Federico A. Roy, Niklas J. Glaser, Julius Feigl, Leon Koch, Kevin Kiener, Gleb Krylov, Johannes Schirk, Christian M. F. Schneider, Lasse Södergren, Florian Wallner, Max Werninghaus, Carlos A. Riofrío, Stefan Filipp,
- Abstract要約: 本研究は,リードアウト環境からの脱コヒーレンスに対する本質的な保護を提供する超伝導量子ビットの開発である。
量子ビットモード間の直接相互作用は強く抑制されるため、不要な$ZZ$-type相互作用はアイドル状態において3.6(5)textkHz$未満に大幅に減少する。
これらの結果は、大規模に高性能を維持するスケーラブルな超伝導アーキテクチャに向けた重要な一歩である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: To scale superconducting quantum processors, it is essential to achieve long coherence times while engineering interactions that do not introduce additional decoherence channels. In superconducting qubit systems, this can be realized using multimode circuits that feature a protected qubit mode alongside a distinct mediator mode. Building on this concept, our recently developed P-mon qubit provides intrinsic protection against decoherence from the readout environment. We extend this approach to controlled two-qubit interactions, by exploiting the mediator modes of P-mons for on-demand coupling. Because direct interactions between the qubit modes are strongly suppressed, unwanted $ZZ$-type interactions are significantly reduced to below $3.6(5)~\text{kHz}$ in the idle state. When tuning the coupled mediator modes on resonance, the cross-Kerr interaction between the qubit and the hybridized mediator modes leads to a qubit-state dependent frequency shift. By selectively addressing these transitions, we implement a $180~\text{ns}$ long CZ gate and determine a fidelity of $99.62(4)~\text{%}$. These results represent a significant step toward a scalable superconducting architecture that maintains high performance at scale.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサをスケールするには、追加のデコヒーレンスチャネルを導入しないエンジニアリング相互作用をしながら、長いコヒーレンス時間を達成することが不可欠である。
超伝導量子ビット系では、異なるメディエータモードと共に保護された量子ビットモードを持つマルチモード回路を用いて実現することができる。
この概念に基づいて、最近開発されたP-mon qubitは、読み出し環境からの脱コヒーレンスに対する本質的な保護を提供する。
我々は、P-モンのメディエータモードをオンデマンド結合に利用することにより、この手法を2量子相互作用に拡張する。
量子ビットモード間の直接相互作用は強く抑制されるため、不要な$ZZ$-type相互作用はアイドル状態において3.6(5)~\text{kHz}$未満に大幅に減少する。
共振器モードを共振器モードにチューニングする際、キュービットとハイブリッド媒介器モードの間のクロスケラー相互作用は、キュービット状態依存周波数シフトをもたらす。
これらの遷移に選択的に対処することで、180〜\text{ns}$long CZ gateを実装し、99.62(4)~\text{%}$の忠実度を決定する。
これらの結果は、大規模に高性能を維持するスケーラブルな超伝導アーキテクチャに向けた重要な一歩である。
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