論文の概要: Dynamics of a dispersively coupled transmon qubit in the presence of a
noise source embedded in the control line
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08636v2
- Date: Thu, 13 Oct 2022 07:58:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 02:09:22.934177
- Title: Dynamics of a dispersively coupled transmon qubit in the presence of a
noise source embedded in the control line
- Title（参考訳）: 制御線路に埋め込まれたノイズ源の存在下での分散結合トランペット量子ビットのダイナミクス
- Authors: Antti Vaaranta, Marco Cattaneo, Russell E. Lake
- Abstract要約: 本稿では, インピーダンス整合型抵抗器による雑音の存在下でのトランモン量子ビットのダイナミクスについて述べる。
時間発展を得るためには、量子ビット、リードアウト共振器、抵抗器の回路ハミルトニアンを厳格に導出する。
我々の研究は、チップの制御ラインから来るキュービットデコヒーレンス率への貢献を定量的に記述する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We describe transmon qubit dynamics in the presence of noise introduced by an
impedance-matched resistor ($50\,\mathrm{\Omega}$) that is embedded in the
qubit control line. To obtain the time evolution, we rigorously derive the
circuit Hamiltonian of the qubit, readout resonator and resistor by describing
the latter as an infinite collection of bosonic modes through the
Caldeira-Leggett model. Starting from this Jaynes-Cummings Hamiltonian with
inductive coupling to the remote bath comprised of the resistor, we
consistently obtain the Lindblad master equation for the qubit and resonator in
the dispersive regime. We exploit the underlying symmetries of the master
equation to transform the Liouvillian superoperator into a block diagonal
matrix. The block diagonalization method reveals that the rate of exponential
decoherence of the qubit is well-captured by the slowest decaying eigenmode of
a single block of the Liouvillian superoperator, which can be easily computed.
The model captures the often used dispersive strong limit approximation of the
qubit decoherence rate being linearly proportional to the number of thermal
photons in the readout resonator but predicts remarkably better decoherence
rates when the dissipation rate of the resonator is increased beyond the
dispersive strong regime. Our work provides a full quantitative description of
the contribution to the qubit decoherence rate coming from the control line in
chips that are currently employed in circuit QED laboratories, and suggests
different possible ways to reduce this source of noise.
- Abstract（参考訳）: 量子ビット制御系に埋め込まれたインピーダンス整合抵抗(50\,\mathrm{\Omega}$)によって生じる雑音の存在下でのトランモン量子ビットダイナミクスについて述べる。
時間発展を得るためには、カルデイラ・レゲットモデルによるボソニックモードの無限集合として後者を記述することにより、量子ビット、読み出し共振器、抵抗器の回路ハミルトニアンを厳格に導出する。
抵抗からなる遠隔浴への帰納結合を持つこのJaynes-Cummings Hamiltonian から、分散系における量子ビットおよび共振器に対するリンドブラッドマスター方程式を一貫して得る。
我々は、マスター方程式の基盤となる対称性を利用して、リウヴィリアン超作用素をブロック対角行列に変換する。
ブロック対角化法は、キュービットの指数的デコヒーレンスの速度が、容易に計算できるリウヴィリア超作用素の単一ブロックの最も遅い減衰固有モードによってうまく捕捉されることを示した。
このモデルでは、使用頻度の高い分散性強いコヒーレンス率をリードアウト共振器内の熱光子数に線形に比例するが、共振器の消散速度が分散性強い状態を超えて増加すると著しく優れたデコヒーレンス率を予測する。
我々の研究は、現在回路QED研究所で使われているチップの制御ラインから得られる量子デコヒーレンス率への寄与を定量的に説明し、このノイズ源を減らすための様々な方法を提案する。
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