Core Concepts
본 연구는 ZZ 결합의 파라메트릭 마이크로파 제어를 통해 초전도 큐비트 간에 빠르고 조정 가능하며 충실도 높은 cZ 게이트를 구현하는 새로운 방식을 제시합니다.
Abstract
초전도 큐비트 간의 고성능 양자 게이트 구현: 파라메트릭 커플링 활용
본 연구 논문은 초전도 트랜스몬 큐비트 기반 양자 컴퓨팅 아키텍처에서 빠르고 조정 가능하며 높은 충실도를 가진 cZ 게이트 구현에 대한 연구 결과를 제시합니다. 저자들은 공진 및 비공진 커플링 다이나믹을 제어하는 2D 온칩 파라메트릭 커플러 설계 전략을 소개하고, 이를 통해 잔류 ZZ 결합을 제거하고 다양한 유형의 2-큐비트 게이트(p-SWAP cZ, p-SWAP-free cZ)를 구현합니다.
초전도 트랜스몬 큐비트 시스템에서 잔류 ZZ 결합을 제거하고 고속, 고충실도의 cZ 게이트를 구현하는 새로운 파라메트릭 커플링 방식을 개발합니다.
개발된 커플링 방식을 사용하여 p-SWAP cZ 게이트와 p-SWAP-free cZ 게이트를 구현하고, 게이트 지속 시간, 펄스 엔벨로프 형태 등 다양한 요인이 게이트 충실도에 미치는 영향을 분석합니다.
두 개의 트랜스몬 큐비트와 공유 판독 공진기를 포함하는 2D 온칩 커플러를 설계하고 제작했습니다.
공유 SQUID 커플러에 정적 자속 바이어스와 RF 자속 변조를 적용하여 큐비트 간의 파라메트릭 커플링을 제어했습니다.
분광 기술을 사용하여 잔류 ZZ 결합을 특성화하고 파라메트릭 커플링 강도를 측정했습니다.
시간 영역 측정을 통해 파라메트릭 SWAP 진동을 관찰하고 p-SWAP cZ 게이트를 검증했습니다.
인터리브된 랜덤 벤치마킹을 사용하여 p-SWAP cZ 게이트와 p-SWAP-free cZ 게이트의 충실도를 정량화했습니다.