論文の概要: Transmon Phase Gates Controlled by Superconducting Soliton DAC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.05072v1
- Date: Mon, 06 Jul 2026 13:36:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:30.164131
- Title: Transmon Phase Gates Controlled by Superconducting Soliton DAC
- Title（参考訳）: 超伝導ソリトンDACによるトランスモン相ゲート制御
- Abstract要約: 我々は、制御ノイズをフィルタし、ネイティブ多重化を提供し、ナノ秒で量子ゲートを実行し、CMOSで制御できる超伝導デジタルアナログコンバータ(DAC)を導入する。
DACが出力するアナログフラックスは、ソリトン保持時間を変化させたり、直流バイアス調整可能なDAC量子カップラで容易に制御できる。
最初のデモでは、DACがトランスモン上で5.6nsのSゲートを正常に実行できることが示されました。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8611377166600702
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a superconducting digital-to-analog converter (DAC) that filters control noise, provides native multiplexing, performs quantum gates in nanoseconds, and can be controlled by CMOS. This is achieved by transducing a trapezoidal drive pulse into a superconducting soliton, which is then held in the DAC load loop, applying flux to a mutually-coupled superconducting qubit or gate coupler. The analog flux output by the DAC can be easily controlled by varying the soliton hold time, or with a DC-biased tunable DAC-qubit coupler, allowing the DAC to perform a fixed-time, high-fidelity gate that's robust to fabrication variance or flux offsets in the quantum circuit. Our initial demonstration shows that the DAC can successfully perform 5.6 ns S-gates on transmons. We measure the DAC-induced quantum state excitation probability per gate to be 0.05%, and find that the DAC-induced relaxation rate from the qubit 1 state is below the intrinsic T1 rate limit of the transmon. Quantum simulations show qualitative agreement with the measured data, and predict that the DAC excitation rate can be lowered 10 times further by overdamping the Josephson junction (JJ) in the DAC load loop. may be limited by a Interleaved Randomized Benchmarking (IRB) sequences on an observer qubit reveal that, when scaling to many qubits, the DAC's performance may be limited by a non-local, DAC-induced phase error of 1.6% per gate, appearing in ancilla qubits that are not directly coupled to any of the 30 DACs on the chip. We discuss strategies for future layouts of multi-DAC chips that focus on mitigating the source of these non-local, high-frequency electromagnetic interactions (EMI), and how to incorporate a DC-tunable coupler for phase correction.
- Abstract（参考訳）: 我々は、制御ノイズをフィルタし、ネイティブ多重化を提供し、ナノ秒で量子ゲートを実行し、CMOSで制御できる超伝導デジタルアナログコンバータ(DAC)を導入する。
これは、台形駆動パルスを超伝導ソリトンに変換し、DAC負荷ループに保持し、互いに結合した超伝導量子ビットまたはゲートカプラにフラックスを適用することで達成される。
DACが出力するアナログフラックスは、ソリトン保持時間を変えるか、直流バイアスで調整可能なDAC量子ビット結合器で容易に制御できるため、DACは量子回路における製造ばらつきやフラックスオフセットに対して堅牢な固定時間で高忠実なゲートを実行することができる。
最初のデモでは、DACがトランスモン上で5.6nsのSゲートを正常に実行できることが示されました。
ゲートあたりのDAC誘起の量子状態励起確率を0.05%と測定し,DAC誘起のキュービット1状態からの緩和速度がトランスモンの内在的T1速度限界以下であることを見出した。
量子シミュレーションでは、測定したデータと定性的な一致を示し、DAC負荷ループのジョセフソン接合(JJ)を過負荷にすることで、DAC励起率を10倍下げることができると予測している。
観測量子ビット上のInterleaved Randomized Benchmarking (IRB) シーケンスによって制限される可能性があるが、多くの量子ビットにスケールする場合、DACのパフォーマンスは1ゲートあたり1.6%の非局所的なDAC誘起位相誤差によって制限される可能性がある。
我々は、これらの非局所高周波電磁相互作用(EMI)の源泉を緩和することに焦点を当てたマルチDACチップの将来のレイアウト戦略と、位相補正に直流可変カプラを組み込む方法について論じる。
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