Realizzazione sperimentale di un accoppiatore a qubit di flusso con shunt capacitivo C per gate controlled-Z tra transmon

Abstract degli autori

Le porte rapide di entanglement e l’inattività a bassa interazione richiedono condizioni operative distinte nei processori quantistici superconduttori. Realizziamo sperimentalmente un dispositivo transmon-C-shunt-transmon (TCT), in cui un accoppiatore a qubit di flusso con shunt capacitivo, a tre giunzioni e regolabile tramite flusso, collega due qubit transmon di dati. L’accoppiatore C-shunt offre uno spettro con anarmonicità positiva, regolabile tramite flusso, per modellare le interazioni tra i qubit di dati. Misure di Ramsey condizionale e di swap individuano una regione di inattività con intensità residua dell’interazione ZZ prossima a zero e scambio trasversale soppresso. A questa polarizzazione, il benchmarking randomizzato intercalato simultaneo a qubit singolo produce fedeltà dei gate X superiori al 99,7%, in linea con il funzionamento individuale. Un gate controlled-Z (CZ) non adiabatico di 45 ns raggiunge una stima della fedeltà, ottenuta con benchmarking randomizzato intercalato, pari al 99,23(15)%. Le simulazioni numeriche individuano nel rilassamento energetico dell’accoppiatore un importante limite alla fedeltà del gate CZ e indicano che prolungare la vita dell’accoppiatore può migliorare le prestazioni del gate. Questi risultati dimostrano la fattibilità sperimentale degli accoppiatori a qubit di flusso C-shunt per combinare inattività a bassa interazione e operazioni rapide di entanglement tra qubit transmon.