論文の概要: Efficient qubit measurement with a nonreciprocal microwave amplifier

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.08863v2
• Date: Mon, 7 Dec 2020 17:04:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 22:06:59.988899
• Title: Efficient qubit measurement with a nonreciprocal microwave amplifier
• Title（参考訳）: 非相反マイクロ波増幅器を用いた効率的な量子ビット計測
• Authors: F. Lecocq, L. Ranzani, G. A. Peterson, K. Cicak, X. Y. Jin, R. W. Simmonds, J. D. Teufel and J. Aumentado
• Abstract要約: 非相反パラメトリック増幅器を用いた超伝導量子ビットの効率的な測定を実証する。 この研究は、強射影測定の忠実度をさらに向上するためのツールを提供するだけでなく、理想的な弱測定の実験的な研究のためのテストベッドを作成する。
• 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: The act of observing a quantum object fundamentally perturbs its state, resulting in a random walk toward an eigenstate of the measurement operator. Ideally, the measurement is responsible for all dephasing of the quantum state. In practice, imperfections in the measurement apparatus limit or corrupt the flow of information required for quantum feedback protocols, an effect quantified by the measurement efficiency. Here we demonstrate the efficient measurement of a superconducting qubit using a nonreciprocal parametric amplifier to directly monitor the microwave field of a readout cavity. By mitigating the losses between the cavity and the amplifier we achieve a measurement efficiency of $72\%$. The directionality of the amplifier protects the readout cavity and qubit from excess backaction caused by amplified vacuum fluctuations. In addition to providing tools for further improving the fidelity of strong projective measurement, this work creates a testbed for the experimental study of ideal weak measurements, and it opens the way towards quantum feedback protocols based on weak measurement such as state stabilization or error correction.
• Abstract（参考訳）: 量子オブジェクトを観測する行為は、その状態が根本的に乱れ、その結果、測定作用素の固有状態に向かってランダムに歩く。 理想的には、測定は量子状態のすべてに責任がある。 実際、測定装置における不完全性は、測定効率によって定量化された効果である量子フィードバックプロトコルに必要な情報の流れを制限するか、破壊する。 本稿では,非相反パラメトリック増幅器を用いた超伝導量子ビットの効率的な測定を行い,読み出しキャビティのマイクロ波場を直接観測する。 キャビティと増幅器の間の損失を軽減し, 測定効率を72 %$とする。 増幅器の方向性は、増幅真空変動による過剰なバックアクションから読み出しキャビティとキュービットを保護する。 強射影計測の精度をさらに向上させるツールの提供に加えて、理想的弱測定の実験的な研究のためのテストベッドを作成し、状態安定化や誤り訂正といった弱測定に基づく量子フィードバックプロトコルへの道を開く。

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