論文の概要: Bias-Preserving Entanglement of Kerr-Cat Qubits with an ATS Coupler

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.28749v1
• Date: Tue, 20 Oct 2026 18:01:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-23 09:50:43.211105
• Title: Bias-Preserving Entanglement of Kerr-Cat Qubits with an ATS Coupler
• Title（参考訳）: ATSカプラを用いたKerr-Cat量子ビットのバイアス保存エンタングル
• Abstract要約: Kerr-cat量子ビットは、フォールトトレラント量子コンピューティングへのハードウェア効率の良いルートを提供する。 この保護を維持するためには、操作の絡み合いはバイアス保存である必要がある。 非対称スレッドSQUID(ATS)パラメトリックカプラを提案する。
• 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: Kerr-cat qubits offer a hardware-efficient route to fault-tolerant quantum computing by suppressing bit-flip errors exponentially, while phase-flip errors increase only linearly with the mean photon number. To maintain this protection, entangling operations must be bias-preserving, ensuring that phase-flip errors occurring during the gate do not propagate into bit-flip errors. In this paper, we propose an asymmetrically threaded SQUID (ATS) parametric coupler to implement high-fidelity, bias-preserving entangling gates between Kerr-cat qubits. By engineering a photon-number asymmetry between the control and target modes, we enable fast gate operations that suppress non-adiabatic leakage without complex pulse shaping. Through numerical simulations of the full circuit Hamiltonian, we demonstrate a bias-preserving CX gate achieving 99.69% fidelity in the absence of photon loss for a gate duration of 50 ns. Under a single-photon loss rate of 100 kHz, our protocol yields a noise bias of 9922, exceeding the noise bias of a naive non-bias-preserving CX implementation by approximately a factor of 570. These results support the ATS coupler as a valuable building block for concatenated cat-qubit architectures.
• Abstract（参考訳）: Kerr-cat量子ビットは、ビットフリップ誤差を指数関数的に抑制し、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経路を提供する。 この保護を維持するためには、エンタングリング操作はバイアス保存が必要であり、ゲート中に発生した位相フリップエラーがビットフリップエラーに伝播しないことを保証する。 本稿では,Kerr-cat 量子ビット間の非対称スレッド化 SQUID (ATS) パラメトリック結合器を提案する。 制御モードとターゲットモードの間の光子数非対称性を工学することにより、複雑なパルス整形を伴わずに非断熱漏れを抑制する高速ゲート演算を可能にする。 全回路ハミルトニアンの数値シミュレーションにより、50 nsの光子損失がない場合に、バイアス保存されたCXゲートが99.69%の忠実性を達成することを示した。 単光子損失率100kHzでは,ノイズバイアスが9922で,非バイアス保存型CX実装のノイズバイアスが約570倍になる。 これらの結果は、ATSカプラを連結された猫量子ビットアーキテクチャのための貴重なビルディングブロックとしてサポートしている。

関連論文リスト

• Enhancing Kerr-Cat Qubit Coherence with Controlled Dissipation [64.05054054401175]
  Kerr-cat qubit (KCQ) はボゾン量子プロセッサである。 KCQはオンチップアーキテクチャや高忠実度操作と実験的に互換性がある。 KCQ におけるビットフリップ時間は、キュービット多様体からの漏れによって制限されるという直接的な証拠を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-02T17:58:36Z)
• Above 99.9% Fidelity Single-Qubit Gates, Two-Qubit Gates, and Readout in a Single Superconducting Quantum Device [58.154405222706146]
  2つのトランスモンキュービットがチューナブルカプラを介して結合された超伝導回路におけるキュービットカップラー結合強度のチューニングは、高忠実度単一および2キュービットゲートを可能にする。 我々は、平均で40hのCZゲート忠実度99.93%、同時シングルキュービットゲート忠実度99.98%、単一デバイスで99.94%以上の読み出し忠実度を達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-22T14:49:47Z)
• Universal quantum computation via scalable measurement-free error correction [45.29832252085144]
  本研究では,中間回路計測を行なわずに誤り訂正を行うシナリオにおいて,普遍的な量子計算をフォールトトレラントにすることができることを示す。 論理的な$mathitCCZ$ゲートを実現するため,Bacon-Shor符号の無測定変形プロトコルを導入する。 特に,回路レベルのエラーレートが10～3ドル以下であれば,破れない論理性能が達成可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-19T18:55:44Z)
• High-Coherence Kerr-cat qubit in 2D architecture [1.5626229757473267]
  カーキャット量子ビット(Kerr-cat qubit)は、多光子シュロディンガー猫状態が安定化されるボソニック量子ビットである。 この量子ビットは、ノイズバイアス量子ビットに適した量子誤り訂正符号を実装するための有望な候補である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-25T15:59:01Z)
• Protecting the quantum interference of cat states by phase-space compression [45.82374977939355]
  独自の位相空間干渉特性を持つキャット状態は、量子力学を理解するための理想的な候補である。 これらは光子損失に非常に敏感であり、必然的にガウスの量子的非ガウス的特徴を減少させる。 ここでは,猫状態の位相空間分布を圧縮することにより,これらの非ガウス的特徴を保護する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-02T16:06:40Z)
• A critical Schr\"odinger cat qubit [0.0]
  猫量子ビットでは、この多様体を安定化させるために、2光子駆動と損失を組み合わせた工学的な散逸方式が用いられている。 高性能ゲートを設計できるKerr cat qubitsでは、2光子駆動とKerr非線形性が協調してシステムを閉じ込める。 大規模なデチューニングと小さいが無視できない2光子損失率は、最適な性能を達成するのに不可欠であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-09T17:44:00Z)
• Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits [0.0]
  キャット量子ビットは、量子調和振動子の位相空間における非局所符号化から引き継がれた指数誤差バイアスを特徴とする。 本稿では,2光子散逸と2光子交換(TPE)ハミルトニアン(Hミルトニアン)を併用した2光子散逸に基づく新しい複合散逸法を提案する。 消散性やハミルトニアン方式に比べて性能が大幅に向上した高速かつバイアス保存ゲートを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T13:55:28Z)
• Engineering fast bias-preserving gates on stabilized cat qubits [64.20602234702581]
  バイアス保存ゲートは、フォールトトレラント量子コンピューティングのリソースオーバーヘッドを大幅に削減することができる。 本研究では,非断熱誤差を克服するために,デリバティブに基づく漏洩抑制手法を適用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-28T15:20:21Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。