論文の概要: Remote Adiabatic Controlled-Z Gate between Distant Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18081v1
• Date: Wed, 16 Sep 2026 03:39:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.626109
• Title: Remote Adiabatic Controlled-Z Gate between Distant Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 遠距離超電導ビット間の遠隔断熱制御Zゲート
• Abstract要約: 空間的に分離された量子ビット間の直接絡み合うゲートは、モジュラー量子コンピューティングの鍵となる能力である。 多モード同軸ケーブルで接続された2つの周波数可変超伝導量子ビット間の遠隔断熱制御Zゲートを数値的に検討する。 30cmケーブルでは、10本のスタンディングウェーブモードを組み込んだシミュレーションでは、デコヒーレンスのない状態では376.7 nsで4.71タイムs10-7$の最適化されたゲート不完全性が得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0192215260770596
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Direct entangling gates between spatially separated qubits are a key capability for modular quantum computing. They enable nonlocal quantum circuits to be executed across different processor modules, thereby alleviating single-chip scaling constraints and expanding the effective connectivity of the system. Here, we propose and numerically investigate a remote adiabatic controlled-Z gate between two frequency-tunable superconducting qubits connected by a multi-mode coaxial cable. The cable-mediated interaction enables the gate to be implemented without additional tunable couplers, preserving a simple circuit architecture. For a 30-cm cable, simulations incorporating ten standing-wave modes yield an optimized gate infidelity of $4.71\times10^{-7}$ with a duration of 376.7 ns in the absence of decoherence. The gate maintains high fidelity under qubit-frequency fluctuations and millimeter-scale cable-length variations. Calculations for 50- and 100-cm cable situations demonstrate its potential for even larger cryogenic systems. These results provide a promising approach to extending high-fidelity quantum operations beyond individual chips and toward scalable, interconnected superconducting quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 空間的に分離された量子ビット間の直接絡み合うゲートは、モジュラー量子コンピューティングの鍵となる能力である。 これにより、異なるプロセッサモジュール間で非局所量子回路の実行が可能となり、シングルチップスケーリングの制約を緩和し、システムの効率的な接続性を拡張することができる。 本稿では,マルチモード同軸ケーブルで接続された2つの周波数可変超伝導量子ビット間の遠隔断熱制御Zゲートを提案する。 ケーブル経由のインタラクションにより、ゲートは追加の調整可能なカプラを使わずに実装でき、単純な回路アーキテクチャを保持することができる。 30cmケーブルでは、10本の定在波モードを組み込んだシミュレーションは、デコヒーレンスのない状態での376.7 nsで、最適化されたゲート不忠実度が4.71\times10^{-7}$となる。 ゲートは、クビット周波数の変動とミリスケールのケーブル長の変動の下で高い忠実性を維持する。 50cmおよび100cmのケーブル状況の計算は、さらに大きな極低温システムの可能性を示している。 これらの結果は、個々のチップを超えて高忠実な量子演算を拡張し、スケーラブルで相互接続可能な超伝導量子プロセッサへと拡張する有望なアプローチを提供する。

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