論文の概要: Scaling Alternating-Bias-Assisted Annealing for Precision Transmon Frequency Targeting on Superconducting Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.27789v1
• Date: Thu, 27 Aug 2026 23:55:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-31 17:16:04.166933
• Title: Scaling Alternating-Bias-Assisted Annealing for Precision Transmon Frequency Targeting on Superconducting Quantum Processors
• Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサ上での高精度な超音速ターゲットのためのスケーリング交換バイアス支援アニール
• Abstract要約: 我々は150ミリウェーハプロセスフロー内でのABAAチューニング性能を特徴付け、この手法を同時マルチチャネルチューニングに拡張する。 本研究では, 出力, チューニング速度, ジャンクション破壊電圧の相関関係を強く示し, 後者を重要なプロセス制御パラメータとして確立する。 これらの結果は、高精度なハミルトンターゲティングのためのABAAの有効性とスケーラビリティを確認した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.041450674563153
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent advances in the alternating-bias-assisted annealing (ABAA) technique have successfully mitigated intrinsic Josephson-junction (JJ) fabrication variations. This new technique enables precision qubit frequency tuning alongside simplicity. However, it is critical to enhance tuning throughput and yield while investigating the factors that drive targeting performance as the technology scales. Here, we characterize ABAA tuning performance within a 150-mm wafer process flow and extend this technique to simultaneous, multi-channel tuning, demonstrating that a wafer-scale JJ resistance tuning precision of $σ=0.50\pm0.05\%$ alongside a component-level yield of $\ge 98.8\%$ can be achieved. Furthermore, we demonstrate a strong correlation between yield, tuning speed, and junction breakdown voltage, establishing the latter as a vital process control parameter for meeting production goals. Finally, we demonstrate a successful implementation of ABAA tuning on a quad-module quantum processor (Rigetti Cepheus-1-36Q), where we achieve an empirical frequency targeting precision of $σ\sim 30\text{ MHz}$ in both qubit and qubit-qubit detuning frequencies, contributing to high median two-qubit gate fidelities. These results confirm the efficacy and scalability of ABAA for high-precision Hamiltonian targeting, a critical enabler for modular superconducting quantum processor technology.
• Abstract（参考訳）: 交互バイアス補助焼鈍法(ABAA)の最近の進歩は, 内在性ジョセフソン接合(JJ)の変形を緩和することに成功している。 この新しい技術は、単純さとともに精度の高い量子ビット周波数チューニングを可能にする。 しかし、技術規模が拡大するにつれて、目標性能を駆動する要因を調査しながら、チューニングスループットと収量を向上させることが重要である。 本稿では,150ミリウェーハプロセスフロー内でのABAAチューニング性能を特徴付けるとともに,この手法を同時マルチチャネルチューニングに拡張し,ウェーハスケールのJJ抵抗チューニング精度が$σ=0.50\pm0.05\%$,コンポーネントレベル収率$\ge 98.8\%$を達成可能であることを示す。 さらに、生産目標を達成するための重要なプロセス制御パラメータとして、収率、チューニング速度、ジャンクション破壊電圧の相関性を示す。 最後に、ABAAチューニングをクアッドモジュール量子プロセッサ(Rigetti Cepheus-1-36Q)に実装し、量子ビットおよび量子ビットデチューニング周波数の両方において$σ\sim 30\text{ MHz}$の精度を目標とした実験的な周波数を達成し、高中央値の2ビットゲート忠実度に寄与することを示す。 これらの結果は、モジュラー超伝導量子プロセッサ技術において重要な実現法である高精度ハミルトンターゲティングのためのABAAの有効性とスケーラビリティを確認した。

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