論文の概要: Demonstrating advantages of dynamic quantum circuits on a hybrid superconducting qubit-cavity processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04780v1
• Date: Wed, 05 Aug 2026 12:46:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.927471
• Title: Demonstrating advantages of dynamic quantum circuits on a hybrid superconducting qubit-cavity processor
• Title（参考訳）: ハイブリッド超伝導量子キャビティプロセッサにおける量子回路の実証的利点
• Authors: Hongbo Wu, Ling Hu, Jiasheng Mai, Munan Zhang, Libo Zhang, Yanyan Cai, Xiaowei Deng, Pan Zheng, Zhongchu Ni, Song Liu, Kun Fang, Dapeng Yu, Yuan Xu,
• Abstract要約: 動的量子回路(DQC)は、量子コンピューティングへのハードウェア効率の良い経路を提供する。 単一ハイブリッド超伝導量子キャビティプロセッサにおけるDQCの利点を実証する。 我々は10ビットのベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムを平均成功確率82%で実装し、最先端の動的および静的な実装をスケールと性能の両方で上回っている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.157996750929744
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Dynamic quantum circuits (DQCs) provide a hardware-efficient route to quantum computing by reducing physical-qubit overhead and compressing circuit topology through mid-circuit measurements, qubit reset and reuse, and classical feed-forward control. Here, we demonstrate the advantages of DQCs on a single hybrid superconducting qubit-cavity processor by implementing a hierarchy of algorithms with increasing complexity. This hybrid architecture consists of a high-dimensional cavity qudit serving as the computational register and a dispersively coupled superconducting transmon ancilla that is repeatedly measured, reset, and reused to enable dynamic control. Using this device, we implement a 10-bit Bernstein-Vazirani algorithm with an average success probability of 82%, surpassing state-of-the-art dynamic and static implementations in both scale and performance; an 8-bit quantum phase-estimation protocol with estimation errors below 10-3; and the first dynamic-circuit implementation of Shor's algorithm on a superconducting platform, factoring 15 over all coprime bases with squared statistical overlap values above 99.8%. These results provide concrete benchmarks for future DQC implementations and highlight the versatile advantages of DQCs with the hybrid qubit-qudit architecture, establishing it as a promising route toward scalable, programmable quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 動的量子回路(DQC)は、物理量子ビットのオーバーヘッドを減らし、中間回路の測定、量子ビットのリセットと再利用、古典的なフィードフォワード制御によって回路トポロジーを圧縮することにより、量子コンピューティングへのハードウェア効率の良い経路を提供する。 本稿では,1つのハイブリッド超伝導量子容量プロセッサにおけるDQCの利点を,複雑さを増すアルゴリズムの階層化によって示す。 このハイブリッドアーキテクチャは、計算レジスタとして機能する高次元キャビティキューディットと、動的制御を可能にするために繰り返し測定、リセット、再利用される分散結合超伝導トランスモンアンシラとから構成される。 この装置を用いて、10ビットのベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムを平均成功確率82%で実装し、スケールと性能の両方において最先端の動的および静的な実装を上回り、推定誤差が10-3以下の8ビットの量子位相推定プロトコルと超伝導プラットフォーム上でのショアのアルゴリズムの最初の動的回路実装を実装し、99.8%以上の統計重なり値を持つ全てのコリメ基底に対して15を分解した。 これらの結果は、将来のDQC実装のための具体的なベンチマークを提供し、DQCとハイブリッドキュービットキューディットアーキテクチャの汎用的な利点を強調し、スケーラブルでプログラム可能な量子計算への有望なルートとして確立する。

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