論文の概要: Noise reduction in qubit readout with a two-mode squeezed interferometer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.15460v3
- Date: Wed, 18 May 2022 00:24:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 18:30:53.273616
- Title: Noise reduction in qubit readout with a two-mode squeezed interferometer
- Title（参考訳）: 2モード圧縮干渉計による量子ビット読み出しのノイズ低減
- Authors: G. Liu, X. Cao, T.-C. Chien, C. Zhou, P. Lu, and M. Hatridge
- Abstract要約: 2つのJPCからなる非平衡2モード圧縮光干渉計を用いて,トランスモンキュービット/キャビティ系を計測した。
我々は、同じ系におけるコヒーレント光の読み出しに比べて、投射的読み出しの信号対雑音比(SNR)が31%向上していることを観察した。
干渉計を可能な限り非射影的に調整することは、射影測定の最適設定と比較して、読み出しの量子効率の上昇に関連していた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum information processing with flawed qubits and gates
requires highly efficient, quantum non-demolition (QND) qubit readout. In
superconducting circuits, qubit readout using coherent light with fidelity
above 99% has been achieved by using quantum-limited parametric amplifiers such
as the Josephson Parametric Converter (JPC). However, further improvement of
such measurement is fundamentally limited by the vacuum fluctuations of the
coherent light used for readout. In this work we measure a transmon
qubit/cavity system with an unbalanced two-mode squeezed light interferometer
formed from two JPCs. The first amplifier generates two-mode squeezed vacuum at
its output, which is coherently recombined by the second amplifier after one
branch is shifted and displaced by the transmon's state after it interacts with
the qubit/cavity system on one arm of the interferometer. We have observed a
31% improvement in power Signal-to-Noise Ratio (SNR) of projective readout
compared to that of coherent light readout in the same system. To investigate
the quantum properties of the two-mode squeezed light in the system, we also
studied weak measurement and found, surprisingly, that tuning the
interferometer to be as unprojective as possible was associated with an
increase in the quantum efficiency of our readout relative to the optimum
setting for projective measurement. These enhancements may enable remote
entanglement with lower efficiency components in a system with qubits in both
arms of the interferometer.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットとゲートの欠陥を持つフォールトトレラント量子情報処理には、高効率な量子非デモレーション(qnd)量子ビットの読み出しが必要である。
超伝導回路では、ジョセフソンパラメトリックコンバータ(JPC)のような量子制限パラメトリック増幅器を用いて、99%以上の忠実度を持つコヒーレント光を用いた量子ビット読み出しが達成されている。
しかし、この測定のさらなる改善は、読み出しに用いるコヒーレント光の真空変動によって、基本的に制限される。
本研究では,2つのJPCからなる非平衡2モード圧縮光干渉計を用いたトランスモン量子/キャビティ系の測定を行った。
第1の増幅器は出力に2モードのスクイーズド真空を生成し、一方の分岐が干渉計の一方の腕でキュービット/キャビティ系と相互作用した後、トランスモンの状態によって移動・変位した後、第2の増幅器によってコヒーレントに再結合される。
我々は,同一システムにおけるコヒーレント光読み出しに比べて,射影読み出しの電力信号対雑音比(snr)が31%向上することを確認した。
システム内の2モードの励起光の量子特性を調べるため、弱い測定も行ったが、驚くべきことに、干渉計をできるだけ非投射的に調整することは、射影測定の最適設定に対する読み出しの量子効率の増加と関連していることがわかった。
これらの強化により、干渉計の両腕にキュービットを持つシステムにおいて、低効率コンポーネントによる遠隔絡み合いが可能となる。
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