論文の概要: Saturable Purcell filter for circuit QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.07229v2
- Date: Mon, 21 Feb 2022 09:27:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 18:45:32.603117
- Title: Saturable Purcell filter for circuit QED
- Title（参考訳）: 回路QEDのための飽和パーセルフィルタ
- Authors: Ivan Iakoupov and Kazuki Koshino
- Abstract要約: データ人工原子が量子ビットを符号化し、測定共振器に分散結合する典型的な回路QED構成を考える。
この伝送線にフィルタ人工原子を配置することにより、データ人工原子の透過線への効果的な崩壊を抑制することが理論的に示されている。
- 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: We consider a typical circuit QED setup where a data artificial atom encodes
a qubit and is dispersively coupled to a measurement resonator that in turn is
coupled to a transmission line. We show theoretically that by placing a filter
artificial atom in this transmission line, the effective decay of the data
artificial atom into the transmission line (the Purcell decay) is suppressed.
When strong control fields are present in the transmission line, the filter
artificial atom is saturated and hence effectively switched off. This permits
both control and measurement of the data artificial atom using a single
transmission line, while maintaining the Purcell filtering capability and
therefore a long coherence time of the data artificial atom in the absence of
the control pulses. We also apply open systems optimal control techniques to
optimize the $\pi$-pulse on the data artificial atom, achieving high fidelity.
The considered setup is compatible with the frequency multiplexing, potentially
enabling both control and measurement of several qubits using a single
Purcell-filtered transmission line. Our work helps with the scalability of the
superconducting quantum computers by decreasing the ratio between the number of
qubits and the number of the required transmission lines. For the setups that
already use one transmission line both for measurement and control, our work
provides a way to filter out the qubit frequency completely without removing
the possibility of controlling the system.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,データ人工原子が量子ビットを符号化し,伝送線路に結合した測定共振器に分散結合する典型的な回路qed構成を考える。
この伝送線にフィルタ人工原子を配置することにより、データ人工原子の透過線への効果的な崩壊(パーセル崩壊)を抑制することを示す。
伝送線路に強い制御場が存在する場合、フィルタ人工原子は飽和しており、したがって効果的にスイッチオフされる。
これにより、パーセルフィルタリング能力を維持しつつ、制御パルスのないデータ人工原子の長いコヒーレンス時間を維持しながら、単一の伝送路を用いたデータ人工原子の制御と測定を両立することができる。
また,オープンシステムの最適制御手法を適用し,データ人工原子の$\pi$-pulseを最適化し,高い忠実度を達成する。
この設定は周波数多重化と互換性があり、単一のPurcell-filtered伝送線を用いて複数のキュービットの制御と測定を可能にする可能性がある。
我々の研究は、量子ビット数と必要な伝送線数との比を小さくすることで超伝導量子コンピュータのスケーラビリティを向上させる。
計測と制御の両方にすでに1つの伝送路を使用しているセットアップでは、システムを制御する可能性を排除することなく、キュービット周波数を完全にフィルタリングする方法を提供する。
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