論文の概要: Efficient and Low-Backaction Quantum Measurement Using a Chip-Scale Detector

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.03805v2
• Date: Sun, 7 Mar 2021 01:55:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 18:03:43.268975
• Title: Efficient and Low-Backaction Quantum Measurement Using a Chip-Scale Detector
• Title（参考訳）: チップスケール検出器を用いた効率的・低反発量子計測
• Authors: Eric I. Rosenthal, Christian M. F. Schneider, Maxime Malnou, Ziyi Zhao, Felix Leditzky, Benjamin J. Chapman, Waltraut Wustmann, Xizheng Ma, Daniel A. Palken, Maximilian F. Zanner, Leila R. Vale, Gene C. Hilton, Jiansong Gao, Graeme Smith, Gerhard Kirchmair, and K. W. Lehnert
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは、スケーラブルな量子コンピューティングと量子エラー訂正のための主要なプラットフォームである。 この研究は超伝導量子ビットのスケーラブルな測定のための高品質なプラットフォームを構成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.986401053690062
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting qubits are a leading platform for scalable quantum computing and quantum error correction. One feature of this platform is the ability to perform projective measurements orders of magnitude more quickly than qubit decoherence times. Such measurements are enabled by the use of quantum-limited parametric amplifiers in conjunction with ferrite circulators - magnetic devices which provide isolation from noise and decoherence due to amplifier backaction. Because these non-reciprocal elements have limited performance and are not easily integrated on-chip, it has been a longstanding goal to replace them with a scalable alternative. Here, we demonstrate a solution to this problem by using a superconducting switch to control the coupling between a qubit and amplifier. Doing so, we measure a transmon qubit using a single, chip-scale device to provide both parametric amplification and isolation from the bulk of amplifier backaction. This measurement is also fast, high fidelity, and has 70% efficiency, comparable to the best that has been reported in any superconducting qubit measurement. As such, this work constitutes a high-quality platform for the scalable measurement of superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットはスケーラブルな量子コンピューティングと量子誤り訂正のための主要なプラットフォームである。 このプラットフォームの1つの特徴は、qubitのデコヒーレンス時間よりも桁違いに射影的測定を行う能力である。 このような測定は、量子制限パラメトリック増幅器とフェライト循環器(増幅器のバックアクションによるノイズやデコヒーレンスからの隔離を提供する磁気装置)を併用することで可能となる。 これらの非相互要素は性能が限られており、チップ上で簡単に統合できないため、スケーラブルな代替品に置き換えるという長年の目標であった。 本稿では,量子ビットと増幅器の結合を制御するための超伝導スイッチを用いて,この問題に対する解法を示す。 これにより、1つのチップスケールのデバイスを用いてトランスモン量子ビットを計測し、パラメトリック増幅とアンプバック動作のバルクからの分離の両方を提供する。 この測定は高速で信頼性が高く、70%の効率で、超伝導量子ビット測定で報告された最高の測定値に匹敵する。 このように、この研究は超伝導量子ビットのスケーラブルな測定のための高品質なプラットフォームを構成する。

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