論文の概要: Quantum non-demolition dispersive readout of a superconducting artificial atom using large photon numbers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.14785v2
• Date: Fri, 20 Nov 2020 11:54:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-04-30 14:09:17.730019
• Title: Quantum non-demolition dispersive readout of a superconducting artificial atom using large photon numbers
• Title（参考訳）: 大きな光子数を用いた超伝導人工原子の量子非退化分散読み出し
• Abstract要約: 最初の2つの状態間の遷移速度の全体的平坦な依存性を計測するフラクソニウム人工原子を提案する。 読み出し電力の増加に伴う分散シフトの期待値の低下にもかかわらず、信号対雑音比は$barn$の増加とともに継続的に改善される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8049514665620008
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Reading out the state of superconducting artificial atoms typically relies on dispersive coupling to a readout resonator. For a given system noise temperature, increasing the circulating photon number $\bar{n}$ in the resonator enables a shorter measurement time and is therefore expected to reduce readout errors caused by spontaneous atom transitions. However, increasing $\bar{n}$ is generally observed to also increase these transition rates. Here we present a fluxonium artificial atom in which we measure an overall flat dependence of the transition rates between its first two states as a function of $\bar{n}$, up to $\bar{n}\approx200$. Despite the fact that we observe the expected decrease of the dispersive shift with increasing readout power, the signal-to-noise ratio continuously improves with increasing $\bar{n}$. Even without the use of a parametric amplifier, at $\bar{n}=74$, we measure fidelities of 99% and 93% for feedback-assisted ground and excited state preparation, respectively.
• Abstract（参考訳）: 超伝導人工原子の状態を読み出すのは通常、読み出し共振器への分散結合に依存する。 系の雑音温度に対して、共振器内で循環する光子数$\bar{n}$を上昇させることで、測定時間が短くなり、自発的な原子遷移による読み出し誤差を低減することが期待できる。 しかしながら、$\bar{n}$ の増加は、一般的にこれらの遷移率を増加させることが観察される。 ここでは、最初の2つの状態間の遷移率の全体的平坦な依存性を、最大$\bar{n}\approx200$の関数として測定するフラックスニウム人工原子を示す。 読み出し電力の増加に伴う分散シフトの期待値の減少にもかかわらず、信号対雑音比は$\bar{n}$の増加とともに継続的に改善される。 パラメトリック増幅器を使わなくても、それぞれ$\bar{n}=74$で、フィードバックアシストグラウンドと励起状態準備のために99%と93%のフィデルを測定する。

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