論文の概要: High-Fidelity Entangled States in a Connectivity-Four Fluxonium Quantum Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.25503v1
• Date: Wed, 26 Aug 2026 08:14:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-27 14:15:15.668014
• Title: High-Fidelity Entangled States in a Connectivity-Four Fluxonium Quantum Processor
• Title（参考訳）: 接続性4つのフラクソニウム量子プロセッサにおける高密度エンタングル状態
• Abstract要約: フラクソニウムベースの量子プロセッサにおける中心的な課題は、量子符号エラー補正と互換性のある2次元格子への量子ビット接続の拡張である。 本稿では, ラム素子共振器結合器を用いたフラキソニウム量子プロセッサを提案する。
• 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: A central challenge in fluxonium-based quantum processors is the extension of the qubit connectivity to two-dimensional lattices compatible with quantum code-error correction. Here, we present a fluxonium quantum processor that employs lumped-element resonator couplers which realizes, for the first time, a connectivity-four unit cell with suppressed parasitic interactions. We achieve parallel single-qubit gate fidelities exceeding 99.9 % in simultaneous randomized benchmarking experiments, while maintaining residual static ZZ interactions below 1 kHz across all coupled qubit pairs. We implement resonator-induced phase (RIP) gates and benchmark two-qubit gate fidelities exceeding 99 % using interleaved randomized benchmarking. To cancel spectator errors observed in two-qubit operations, we implement a refocused RIP gate, recovering coherent control in the presence of multi-qubit connectivity. Furthermore, we prepare Greenberger-Horne-Zeilinger states of up to five qubits with a tomographic fidelity of 90 %, verifying multi-qubit entanglement within the unit cell. These results establish the fluxonium-resonator-fluxonium architecture as a viable approach to realizing densely connected fluxonium processors and provide a scalable path toward quantum error-correction-compatible processor architectures.
• Abstract（参考訳）: フラクソニウムベースの量子プロセッサにおける中心的な課題は、量子符号エラー補正と互換性のある2次元格子への量子ビット接続の拡張である。 本稿では, ラム素子共振器結合器を用いたフラキソニウム量子プロセッサを提案する。 同時ランダム化ベンチマーク実験では,1kHz未満の静止ZZ相互作用を全結合量子ビット対で維持しながら,99.9%以上の並列単一量子ビットゲート忠実性を実現する。 共振器誘導位相 (RIP) ゲートを実装し, 干渉型ランダム化ベンチマークを用いて, 99 %以上の2ビットゲート忠実度をベンチマークする。 2キュービット動作で観測されるスペクトル誤差を解消するため、マルチキュービット接続の有無でコヒーレント制御を回復する、リフォーカスされたRIPゲートを実装した。 さらに, トモグラフィーの忠実度90%の最大5キュービットのGreenberger-Horne-Zeilinger状態を作成し, 単位セル内の複数キュービットの絡み合いを検証した。 これらの結果は、高密度に接続されたフラキソニウムプロセッサを実現するための実行可能なアプローチとしてフラキソニウム-共振器-フラキソニウムアーキテクチャを確立し、量子エラー対応プロセッサアーキテクチャへのスケーラブルな経路を提供する。

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