論文の概要: Quantum Gate Engineering in Superconducting NISQ Platforms: Experimental Methods and Emerging Directions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38635v1
• Date: Wed, 28 Oct 2026 10:51:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-03 09:15:25.951181
• Title: Quantum Gate Engineering in Superconducting NISQ Platforms: Experimental Methods and Emerging Directions
• Title（参考訳）: 超伝導NISQプラットフォームにおける量子ゲート工学 -実験方法と創成方向-
• Abstract要約: Review は、研究者、実験家、量子技術者に、超伝導 NISQ デバイスにおける量子ゲートの実装に関する最新の技術的根拠を提供することを目的としている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 59.49967357689445
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This review aims to provide researchers, experimentalists, and quantum engineers with an updated and technically grounded perspective on the implementation of quantum gates in superconducting NISQ devices. The goal is to establish a comprehensive bridge between theoretical quantum circuit synthesis and its practical, experimental implementation, focusing on superconducting quantum technologies. We systematically examine the diverse landscape of superconducting qubits and processor architectures, ranging from conventional transmons to alternative and unconventional designs, evaluating their unique design trade-offs, connectivity constraints, device physics, and materials impact. Moving from theory to actual implementation, we detail how single- and two-qubit operations are synthesized via microwave-driven and flux-activated pulses. We here present our pulse engineering, wave shaping, calibration workflows, demonstrating how to bridge the gap between abstract gate models and real-world hardware limitations in the direction of a hardware-software co-design framework. To validate these operations, we choose benchmarking methodologies with the purpose to get the more efficient metric for the specific evaluation aspect, including truth tables and quantum process tomography. Therefore, we both discuss the theoretical concepts behind the gate synthesis and show experimental implementation of most fundamental gates by proposing a practical workflow.
• Abstract（参考訳）: このレビューは、研究者、実験家、量子技術者に、超伝導NISQデバイスにおける量子ゲートの実装に関する最新の技術的根拠を提供することを目的としている。 目標は、理論量子回路合成と、超伝導量子技術に焦点をあてた実用的で実験的な実装の間に包括的橋渡しを確立することである。 超伝導量子ビットとプロセッサアーキテクチャの多様な展望を体系的に検討し、従来のトランスモンから代替や非伝統的な設計まで、そのユニークな設計トレードオフ、接続制約、デバイス物理、材料への影響を評価した。 理論から実際の実装へ移行し、マイクロ波駆動およびフラックス活性化パルスによってシングルキュービットと2キュービットの操作がどのように合成されるかを詳述する。 ここでは、我々のパルスエンジニアリング、波形整形、校正ワークフローを紹介し、ハードウェアとソフトウェアの共同設計フレームワークの方向性において、抽象ゲートモデルと現実世界のハードウェア制限の間のギャップを埋める方法を示す。 これらの操作を検証するため、我々は、真理表や量子プロセストモグラフィーを含む特定の評価面のより効率的な測定基準を得るために、ベンチマーク手法を選択する。 そこで我々は,ゲート合成の背後にある理論的概念を議論し,実用的なワークフローを提案することによって,最も基本的なゲートの実験的実装を示す。

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