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One-step resonant controlled-phase gate on distant transmon qutrits in different 1D superconducting resonators

机译:不同一维超导谐振器中远距离跨量子谐振器的一步谐振控制相控门

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摘要

We propose a scheme to construct the controlled-phase (c-phase) gate on distant transmon qutrits hosted in different resonators inter-coupled by a connected transmon qutrit. Different from previous works for entanglement generation and information transfer on two distant qubits in a dispersive regime in the similar systems, our gate is constructed in the resonant regime with one step. The numerical simulation shows that the fidelity of our c-phase gate is 99.5% within 86.3 ns. As an interesting application of our c-phase gate, we propose an effective scheme to complete a conventional square lattice of two-dimensional surface code layout for fault-tolerant quantum computing on the distant transmon qutrits. The four-step coupling between the nearest distant transmon qutrits, small coupling strengths of the distant transmon qutrits, and the non-population on the connection transmon qutrit can reduce the interactions among different parts of the layout effectively, which makes the layout be integrated with a large scale in an easier way.
机译:我们提出了一种方案,以在不同的谐振器中托管的遥远的transmon qutrit上构建控制相(c相)门,该谐振器由连接的transmon qutrit相互耦合。与以前的工作类似,在类似系统中,它们是在色散状态下纠缠生成和在两个遥远的量子位上传递信息的,与之不同的是,我们的门是在谐振状态下一步构建的。数值模拟表明,我们的c相门的保真度在86.3 ns之内为99.5%。作为我们的c相门的有趣应用,我们提出了一种有效的方案来完成二维表面代码布局的常规方阵,以便在远距离transmon qutrit上进行容错量子计算。最接近的远端门Ququt之间的四步耦合,远端门mon qutrit的耦合强度较小以及连接Transmon qutrit上的无填充项可以有效地减少布局的不同部分之间的相互作用,从而使布局与以更轻松的方式进行大规模生产。

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