論文の概要: High-Fidelity Measurement of a Superconducting Qubit using an On-Chip Microwave Photon Counter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.02346v1
• Date: Wed, 5 Aug 2020 20:20:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 02:05:01.044530
• Title: High-Fidelity Measurement of a Superconducting Qubit using an On-Chip Microwave Photon Counter
• Title（参考訳）: オンチップマイクロ波光子カウンタを用いた超電導量子ビットの高忠実度測定
• Authors: A. Opremcak, C. H. Liu, C. Wilen, K. Okubo, B. G. Christensen, D. Sank, T. C. White, A. Vainsencher, M. Giustina, A. Megrant, B. Burkett, B. L. T. Plourde, R. McDermott
• Abstract要約: オンチップマイクロ波光子カウンタを用いた超伝導量子ビットの高忠実度測定へのアプローチについて述べる。 我々は,500 ns以下の全計測時間において,複数の試料の98%以上で生の単発計測を実現した。
• 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: We describe an approach to the high-fidelity measurement of a superconducting qubit using an on-chip microwave photon counter. The protocol relies on the transient response of a dispersively coupled measurement resonator to map the state of the qubit to "bright" and "dark" cavity pointer states that are characterized by a large differential photon occupation. Following this mapping, we photodetect the resonator using the Josephson Photomultipler (JPM), which transitions between classically distinguishable flux states when cavity photon occupation exceeds a certain threshold. Our technique provides access to the binary outcome of projective quantum measurement at the millikelvin stage without the need for quantum-limited preamplification and thresholding at room temperature. We achieve raw single-shot measurement fidelity in excess of 98% across multiple samples using this approach in total measurement times under 500 ns. In addition, we show that the backaction and crosstalk associated with our measurement protocol can be mitigated by exploiting the intrinsic damping of the JPM itself.
• Abstract（参考訳）: オンチップマイクロ波光子カウンタを用いた超伝導量子ビットの高忠実度測定へのアプローチについて述べる。 このプロトコルは、分散結合された測定共振器の過渡応答を利用して、大きな微分光子占有によって特徴づけられる、キュービットの状態を「明るい」および「暗い」キャビティポインタ状態にマッピングする。 このマッピングに続いて、キャビティ光子占有率が一定の閾値を超えると、古典的に識別可能なフラックス状態の間で遷移するジョセフソン光多重化器(jpm)を用いて共振器を光検出する。 本手法は,ミリケルビン段階における投影量子測定の2元結果にアクセスし,室温での量子限界事前増幅やしきい値化を必要とせずに得ることができる。 本研究では,500 ns以下の実測時間を用いて,複数試料の生単発測定精度を98%以上達成した。 また, jpm自体の固有減衰を利用して, 測定プロトコルに関連するバックアクションやクロストークを緩和できることを示した。

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