論文の概要: Leakage Mobility and Passive Leakage Removal in Transmons with Tunable Couplers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00688v1
• Date: Wed, 01 Jul 2026 09:37:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.831774
• Title: Leakage Mobility and Passive Leakage Removal in Transmons with Tunable Couplers
• Title（参考訳）: 可変結合器を用いたトランスモンの漏洩モビリティとパッシブリーク除去
• Abstract要約: 量子ビット間を移動する漏れ励起は相関誤差と摂動ゲートの実装を生成する。 本研究では,タンパブルカプラを用いたトランスモンの漏洩ダイナミクスを数値解析および解析により検討した。 超伝導量子デバイスでは, 漏れ励起を選択的に動員あるいは局所化する手法が容易に適用可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit leakage is a noticeable source of errors for quantum computing. In quantum processors, leakage excitations traveling between qubits generate correlated errors and perturb gate implementations. Leakage mobility can also be utilized for creating dedicated leakage removal pathways and removal units. To quantitatively characterize leakage mobility and to guide better design of processor architectures, we study here leakage dynamics in transmons with tunable couplers through numerical and analytical methods. Even if the couplers are tuned to cancel the single-excitation exchange or the ZZ interaction, the leakage hopping rates still persists in the range of 0.8-10 MHz due to transmon nonlinearity. In typical operation regimes, however, transmon frequency detuning localizes leakage excitations. The next-nearest-neighbor transmons can be still be near-resonant opening leakage tunneling channels. To suppress longer-range hopping, we find that the frequency spread of the next-nearest-neighbor transmons needs to be in the range of 1-4 MHz. Utilizing leakage mobility, we propose two passive leakage removal units. One is based on a tunable coupler and a pumped transmon, and another on a junction readout scheme. Based on realistic experimental parameters, our results on selectively mobilizing or localizing leakage excitations are readily applicable in superconducting quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットリークは、量子コンピューティングのエラーの顕著な源泉である。 量子プロセッサでは、量子ビット間を移動するリーク励起は相関エラーと摂動ゲートの実装を生成する。 漏れ移動性は、専用の漏れ除去経路と除去ユニットを作成するためにも利用することができる。 プロセッサ・アーキテクチャのリーク・モビリティを定量的に評価し, プロセッサ・アーキテクチャのより優れた設計を導くために, 数値的および解析的手法を用いて, 可変カプラを用いたトランスモンのリーク・ダイナミクスについて検討する。 単一励起交換やZZ相互作用をキャンセルするように調整されたとしても、漏洩ホッピングレートはトランスモン非線形性により0.8-10MHzの範囲で持続する。 しかし、典型的な操作系では、トランスモン周波数デチューニングは漏れの励起を局所化する。 次のアネレスト近傍のトランスモンは、ほぼ共鳴的に開口するトンネルチャネルである。 長距離ホッピングを抑えるため、隣り合う次のアネレスト振動子の周波数拡散は1-4MHzの範囲で行う必要がある。 リークモビリティを生かした2つのパッシブリーク除去ユニットを提案する。 1つは調整可能なカプラとポンプ式トランスモン、もう1つはジャンクションの読み出し方式に基づいている。 現実的な実験パラメータに基づいて, 超伝導量子デバイスにおいて, 漏れ励起を選択的に移動あるいは局所化する実験結果が容易に適用可能である。

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