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Magnon-mediated quantum gates for superconducting qubits
Physical Review B ( IF 3.2 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1103/physrevb.110.104416 Martijn Dols 1, 2 , Sanchar Sharma 3, 4, 5, 6 , Lenos Bechara 1 , Yaroslav M. Blanter 2 , Marios Kounalakis 1, 2, 7 , Silvia Viola Kusminskiy 1, 8
Physical Review B ( IF 3.2 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1103/physrevb.110.104416 Martijn Dols 1, 2 , Sanchar Sharma 3, 4, 5, 6 , Lenos Bechara 1 , Yaroslav M. Blanter 2 , Marios Kounalakis 1, 2, 7 , Silvia Viola Kusminskiy 1, 8
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We propose a hybrid quantum system consisting of a magnetic particle inductively coupled to two superconducting transmon qubits, where qubit-qubit interactions are mediated via magnons. We show that the system can be tuned into three different regimes of effective qubit-qubit interactions, namely, a transverse (), a longitudinal (), and a nontrivial interaction. In addition, we show that an enhanced coupling can be achieved by employing an ellipsoidal magnet, carrying anisotropic magnetic fluctuations. We propose a scheme for realizing two-qubit gates, and simulate their performance under realistic experimental conditions. We find that iswap and cz gates can be performed in this setup with an average fidelity , while an icnot gate can be applied with an average fidelity . Our proposed hybrid circuit architecture offers an alternative platform for realizing two-qubit gates between superconducting qubits and could be employed for constructing qubit networks using magnons as mediators.
中文翻译:
用于超导量子位的磁振子介导的量子门
我们提出了一种混合量子系统,由感应耦合到两个超导跨量子位的磁性粒子组成,其中量子位与量子位的相互作用通过磁振子介导。我们表明,该系统可以调整为有效量子位-量子位相互作用的三种不同状态,即横向( ),纵向( ),以及一个不平凡的 相互作用。此外,我们还表明,可以通过使用携带各向异性磁涨落的椭球磁体来实现增强耦合。我们提出了一种实现双量子位门的方案,并在实际实验条件下模拟了它们的性能。我们发现 i交换门和cz门可以在此设置中以平均保真度执行 ,而 i cnot门可以以平均保真度应用 。我们提出的混合电路架构为实现超导量子位之间的双量子位门提供了一种替代平台,并且可用于使用磁振子作为中介来构建量子位网络。
更新日期:2024-09-09
中文翻译:
用于超导量子位的磁振子介导的量子门
我们提出了一种混合量子系统,由感应耦合到两个超导跨量子位的磁性粒子组成,其中量子位与量子位的相互作用通过磁振子介导。我们表明,该系统可以调整为有效量子位-量子位相互作用的三种不同状态,即横向( ),纵向( ),以及一个不平凡的 相互作用。此外,我们还表明,可以通过使用携带各向异性磁涨落的椭球磁体来实现增强耦合。我们提出了一种实现双量子位门的方案,并在实际实验条件下模拟了它们的性能。我们发现 i交换门和cz门可以在此设置中以平均保真度执行 ,而 i cnot门可以以平均保真度应用 。我们提出的混合电路架构为实现超导量子位之间的双量子位门提供了一种替代平台,并且可用于使用磁振子作为中介来构建量子位网络。