論文の概要: Engineering dissipation and control pulses for high-fidelity fault-tolerance quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.15477v1
• Date: Mon, 14 Sep 2026 12:34:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 07:15:06.326464
• Title: Engineering dissipation and control pulses for high-fidelity fault-tolerance quantum computing
• Title（参考訳）: 高忠実性フォールトトレランス量子コンピューティングのための工学的散逸と制御パルス
• Abstract要約: 立方体量子ビットは、ハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子コンピューティングへの有望な経路を提供する。 工学的2光子散逸により安定化されたキャット状態量子ビットに対する最適ロバストな制御プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.102016260228751
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Cat-state qubits, a prominent class of bosonic encodings, offer a promising pathway toward hardware-efficient fault-tolerant quantum computing. In this manuscript, we propose an optimally robust control protocol for the cat-state qubits which are stabilized by engineering two-photon dissipation. By deriving an effective two-level description in the cat-state subspace and applying shortcut-to-adiabaticity via inverse engineering, we design a robust protocol to achieve fast and high-fidelity state transfer in the cat-state qubit. We analyze the sensitivity to systematic control errors and identify an optimal robustness condition that strongly suppresses errors induced by imperfections in the driving fields. Furthermore, we show that dissipative confinement efficiently suppresses leakage out of the cat-state subspace caused by the pure dephasing, highlighting an intrinsic advantage of dissipative-cat qubits. This work establishes a robust and leakage-suppressing framework for high-fidelity bosonic qubit control, offering a promising route toward scalable fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: ボソニックエンコーディングの傑出したクラスであるCat-state qubitsは、ハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子コンピューティングへの有望な経路を提供する。 本稿では,2光子散逸によって安定化されたキャット状態量子ビットに対する最適ロバストな制御プロトコルを提案する。 キャット状態部分空間における効果的な2レベル記述の導出と逆エンジニアリングによるショートカット・トゥ・アディバティティティの適用により,キャット状態量子ビットにおける高速かつ高忠実な状態転送を実現するロバストなプロトコルを設計する。 本研究では、系統的な制御誤差に対する感度を分析し、運転場における不完全性に起因するエラーを強く抑制する最適ロバスト性条件を同定する。 さらに, 消散性閉じ込めは, 純粋な脱落によるキャット状態部分空間からの漏れを効果的に抑制し, 消散性クビットの本質的な利点を浮き彫りにすることを示した。 この研究は、高忠実なボソニック量子ビット制御のための堅牢でリーク抑制フレームワークを確立し、スケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングへの有望な経路を提供する。

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