論文の概要: Single-tone drive-enhanced CROT gate for bosonic quantum error correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07076v1
• Date: Mon, 07 Sep 2026 06:05:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-12 01:45:11.456713
• Title: Single-tone drive-enhanced CROT gate for bosonic quantum error correction
• Title（参考訳）: ボゾン量子誤り訂正のためのシングルトーン駆動強化CROTゲート
• Abstract要約: ボソニック誤り訂正は、正確な量子情報処理のために保護量子ビットへのハードウェア効率のよい経路を提供する。 クロートゲートは、コードに依存しない一般性とそのエラー伝播特性のために有用である。 本稿では,CROT への直接経路を回路QED アーキテクチャで提案する。
• 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: Bosonic error correction provides a hardware-efficient route to protected qubits for accurate quantum information processing. A critical component for error correction of rotation-symmetric bosonic (RSB) codes, like the well-known cat codes, is the two-mode controlled-rotation (CROT) operation. The CROT gate is useful because of its code-agnostic generality and its error-propagation properties. While the CROT gate can in principle be composed from existing bosonic physical primitives, the desirable properties are typically lost when composed as a sequence of imperfect primitive operations. Past work has focused on direct implementations that rely on features of specific codes. Here, we present a direct route to CROT within the circuit-QED architecture that retains its code-agnostic and error-propagation characteristics. By driving a transmon simultaneously coupled to two microwave cavities, we controllably enhance the effective nonlinearities between the microwave cavities and thus engineer the necessary two-mode interaction underlying the CROT gate. Using only a single drive frequency, we can achieve an on-off ratio sufficient for gate implementation, while minimizing mode distortions. We provide simple analytical formulas that permit the identification of potential working regimes, further refined by exact numerics, and illustrate the efficacy of our CROT approach in an error-correction example involving different RSB codes within the same circuit. Our CROT gate adds to the arsenal of direct two-mode gates available for general bosonic information processing.
• Abstract（参考訳）: ボソニック誤り訂正は、正確な量子情報処理のために保護量子ビットへのハードウェア効率のよい経路を提供する。 回転対称ボソニック符号(RSB)の誤り訂正のための重要な要素は、よく知られた猫符号と同様に、2モード制御回転(CROT)演算である。 CROTゲートは、コードに依存しない一般性とそのエラープロパゲーション特性のために有用である。 CROTゲートは原則として既存のボソニックな物理プリミティブから構成できるが、不完全なプリミティブ操作のシーケンスとして構成されると、望ましい特性は失われる。 過去の研究は、特定のコードの特徴に依存する直接的な実装に焦点を当ててきた。 本稿では,コード非依存およびエラー伝搬特性を保持する回路QEDアーキテクチャにおけるCROTへの直接経路を示す。 2つのマイクロ波キャビティに同時結合したトランスモンを駆動することにより、マイクロ波キャビティ間の有効非線形性を制御可能とし、CROTゲートの裏側で必要な2モード相互作用を設計する。 単一の駆動周波数のみを用いて,モード歪みを最小限に抑えつつ,ゲート実装に十分なオンオフ比を得ることができる。 また,回路内に異なるRSB符号を含む誤り訂正例において,CROT手法の有効性を示す。 我々のCROTゲートは、一般的なボソニック情報処理に利用可能な2モード直接ゲートの兵器に追加します。

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