Quantum SWAP gate realized with CZ and iSWAP gates in a superconducting architecture
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2025
It is advantageous for any quantum processor to support different classes of two-qubit quantum logic gates when compiling quantum circuits, a property that is typically not present in existing platforms. In particular, access to a gate set that includes support for the CZ-, iSWAP-, and SWAP-type families of gates renders conversions between these gate families unnecessary during compilation, as any two-qubit Clifford gate can be executed using at most one two-qubit gate from this set, plus additional single-qubit gates. We experimentally demonstrate that a SWAP gate can be decomposed into one iSWAP gate followed by one CZ gate, affirming a more efficient compilation strategy over the conventional approach that relies on three iSWAP or three CZ gates to replace a SWAP gate. Our implementation makes use of a superconducting quantum processor design based on fixed-frequency transmon qubits coupled together by a parametrically modulated tunable transmon coupler, extending this platform’s native gate set so that any two-qubit Clifford unitary matrix can be realized using no more than two two-qubit gates and single-qubit gates.
qubit
quantum information science
superconducting microwave devices
Författare
Christian Krizan
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Janka Biznárová
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Liangyu Chen
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Emil Hogedal
Kvantteknologi doktorander
Amr Osman
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Christopher Warren
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Sandoko Kosen
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Hangxi Li
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Tahereh Abad
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik
Anuj Aggarwal
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Marco Caputo
Teknologian Tutkimuskeskus (VTT)
Jorge Fernandez Pendas
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik
Akshay Gaikwad
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik
L. Gronberg
Teknologian Tutkimuskeskus (VTT)
Andreas Nylander
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Robert Rehammar
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Marcus Rommel
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Nanotekniklaboratoriet
Olga Yuzefovych
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Anton Frisk Kockum
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik
J. Govenius
Teknologian Tutkimuskeskus (VTT)
Giovanna Sammarco Tancredi
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
Jonas Bylander
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi
New Journal of Physics
13672630 (eISSN)
Vol. 27 7 074507Ämneskategorier (SSIF 2025)
Atom- och molekylfysik och optik
Den kondenserade materiens fysik
DOI
10.1088/1367-2630/adeba7