論文の概要: Arbitrary-phase CZ gate and remote readout across spatially separated superconducting nodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.05005v1
• Date: Sun, 04 Oct 2026 07:01:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-11 07:07:53.380698
• Title: Arbitrary-phase CZ gate and remote readout across spatially separated superconducting nodes
• Title（参考訳）: 空間分離超伝導ノードにおける任意位相CZゲートとリモートリードアウト
• Abstract要約: 本研究では,プリミティブな2ノード超伝導回路QEDネットワークにまたがるエンタングゲートを実現する。 我々は、このエンタングリング操作を用いて、ノードAからノードBにおけるクォービットのシングルショット読み出しを行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.27725073249277
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Establishing a complete set of gates across spatially separated quantum nodes is fundamental for distributed quantum computation and communication networks. One of the approaches to do so consists of employing a superconducting device as a universal quantum node that is capable of storing and processing quantum information, and traveling microwave photons as means of communication. In this work, we realize an entangling gate across a primitive two-node superconducting circuit QED network consisting of two dilution cryostats, A and B, connected via a 30-m-long cryogenic quantum link. We perform a bidirectional photon transfer protocol, where a microwave photon emitted by the communication qubit at A acquires a conditional phase based on the state of qubit B. We vary the communication photon frequency, hence tuning the conditional phase acquired during the reflection off the remote node, effectively implementing an arbitrary-phase CZ gate. We use this entangling operation to perform single-shot readout of the qubit in node B from node A. An interesting feature of our scheme is that it does not require precise synchronization of the active node with the remote node; in particular, remote readout can be performed without any active participation by the remote node. These protocols add to the quantum communication toolbox with superconducting circuits and provide a way of realizing basic distributed quantum computing operations.
• Abstract（参考訳）: 空間的に分離された量子ノードをまたいだ完全なゲートのセットを確立することは、分散量子計算と通信ネットワークの基礎となる。 そのアプローチの1つは、量子情報の保存と処理が可能な普遍的な量子ノードとして超伝導デバイスを使用することと、通信手段としてマイクロ波光子を移動させることである。 本研究では,30m長の低温量子リンクを介して接続された2つの希釈型クライオスタット,A,Bからなるプリミティブ2ノード超伝導回路QEDネットワーク上でのエンタングゲートを実現する。 我々は、Aの通信キュービットによって放出されるマイクロ波光子が、キュービットBの状態に基づいて条件位相を取得する双方向光子転送プロトコルを実行する。 本手法の興味深い特徴は、アクティブノードとリモートノードとの正確な同期を必要としないことであり、特にリモートノードのアクティブな参加なしにリモート読み出しを行うことができる。 これらのプロトコルは超伝導回路を備えた量子通信ツールボックスに追加され、基本的な分散量子コンピューティング操作を実現する方法を提供する。

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