論文の概要: Separate Control of Transient Leakage Exposure and Endpoint Leakage in Fast Transmon Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.05779v2
• Date: Thu, 16 Jul 2026 13:48:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-17 19:30:35.81051
• Title: Separate Control of Transient Leakage Exposure and Endpoint Leakage in Fast Transmon Gates
• Title（参考訳）: 高速トランスモンゲートにおける過渡漏洩露光と終点漏洩の分離制御
• Abstract要約: 非計算状態への漏洩は、弱非調和トランスモンにおける単一量子ゲートの速度を制限する。 本稿では、過渡経路整形と2音終端補正を組み合わせた経路終端分離パルスを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.308909096957526
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Leakage to noncomputational states limits the speed of single-qubit gates in weakly anharmonic transmons. Conventional pulse-shaping methods, including derivative removal by adiabatic gate (DRAG), primarily suppress the leakage remaining at the end of a gate. Here we demonstrate that endpoint leakage and the transient leakage population that accumulates during the gate represent distinct control objectives. Endpoint leakage is associated with the drive spectrum at the anharmonicity, whereas transient exposure depends on spectral weight over a finite frequency band and governs the additional leakage induced by dephasing. A spectral null at the leakage transition therefore suppresses the endpoint amplitude without necessarily reducing transient exposure. Based on this distinction, we introduce a path--endpoint separation pulse that combines transient-path shaping with a two-tone endpoint correction. For a $10$ ns $R_X(π/2)$ gate with an anharmonicity magnitude of $0.2$ GHz, numerical simulations show a $21\%$ reduction in transient exposure relative to cosine DRAG and a corresponding $20\%$ reduction in dephasing-induced excess leakage. The two correction tones further suppress residual leakage through the $|2\rangle$ and $|3\rangle$ channels, lowering the coherent endpoint leakage from approximately $7\times10^{-7}$ to $3\times10^{-8}$ without increasing transient exposure. These results establish transient exposure and endpoint leakage as complementary targets for the design of fast transmon gates.
• Abstract（参考訳）: 非計算状態への漏洩は、弱非調和トランスモンにおける単一量子ゲートの速度を制限する。 従来のパルス整形法では、Adiabatic gate (DRAG) による導電性除去を含む、主にゲートの端に残る漏れを抑制する。 ここでは、ゲート間に蓄積する終端漏れと過渡リーク集団が、異なる制御目的を示すことを示す。 終点リークは非調和性における駆動スペクトルと関連付けられ、一方過渡露光は有限周波数帯域上のスペクトル重みに依存し、デフォーカスによって引き起こされる追加リークを制御している。 したがって、漏れ遷移におけるスペクトルヌルは、過渡露光を必ずしも減少させることなく、終端振幅を抑制する。 この区別に基づき、過渡経路整形と2音終端補正を組み合わせた経路終端分離パルスを導入する。 10$ns$R_X(π/2)$ゲートは0.2$ GHzで、数値シミュレーションではコサインDRAGに対する過渡的な露光の減少と、デファス化による余剰リークの減少が20$%である。 2つの補正音は、$|2\rangle$と$|3\rangle$チャネルによる残留リークをさらに抑制し、コヒーレントエンドポイントのリークを、過渡的な露出を増大させることなく、約7\times10^{-7}$から3\times10^{-8}$に下げる。 これらの結果から,高速なトランスモンゲートの設計を補完するターゲットとして,過渡露光と終端リークが確立された。

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