論文の概要: Transmon qubit readout fidelity at the threshold for quantum error correction without a quantum-limited amplifier

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.05879v1
• Date: Thu, 11 Aug 2022 15:29:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-31 21:03:28.716651
• Title: Transmon qubit readout fidelity at the threshold for quantum error correction without a quantum-limited amplifier
• Title（参考訳）: 量子制限増幅器を用いない量子誤差補正のしきい値におけるトランスモン量子ビット読み出し忠実性
• Authors: Liangyu Chen, Hang-Xi Li, Yong Lu, Christopher W. Warren, Christian J. Kri\v{z}an, Sandoko Kosen, Marcus Rommel, Shahnawaz Ahmed, Amr Osman, Janka Bizn\'arov\'a, Anita Fadavi Roudsari, Benjamin Lienhard, Marco Caputo, Kestutis Grigoras, Leif Gr\"onberg, Joonas Govenius, Anton Frisk Kockum, Per Delsing, Jonas Bylander, Giovanna Tancredi
• Abstract要約: 量子コンピューティングと通信において、量子ビット状態の高忠実かつ迅速な読み出しが鍵となる。 2つのマイクロ波技術を組み合わせた超伝導量子ビットの読み出し方式を提案する。 2状態の読み出しでは99.5%、3状態の読み出しでは96.9%の割当て精度を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8412219563671723
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity and rapid readout of a qubit state is key to quantum computing and communication, and it is a prerequisite for quantum error correction. We present a readout scheme for superconducting qubits that combines two microwave techniques: applying a shelving technique to the qubit that effectively increases the energy-relaxation time, and a two-tone excitation of the readout resonator to distinguish among qubit populations in higher energy levels. Using a machine-learning algorithm to post-process the two-tone measurement results further improves the qubit-state assignment fidelity. We perform single-shot frequency-multiplexed qubit readout, with a 140ns readout time, and demonstrate 99.5% assignment fidelity for two-state readout and 96.9% for three-state readout - without using a quantum-limited amplifier.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット状態の高忠実性と迅速な読み出しは、量子コンピューティングと通信の鍵であり、量子誤り訂正の前提条件である。 本稿では,2つのマイクロ波技術を組み合わせた超伝導量子ビットの読み出し方式について述べる。エネルギー緩和時間を効果的に向上させるシェルビング法と,高エネルギーレベルの量子ビット集団を識別するための読み出し共振器の2音励起について述べる。 機械学習アルゴリズムを用いて2音計測結果を後処理することにより、キュービット状態の割り当て精度をさらに向上する。 我々は、140nsの読み出し時間を持つシングルショット周波数多重量子ビット読み出しを行い、2状態読み出しの99.5%割り当て忠実性と3状態読み出しの96.9%を量子制限アンプを用いずに示す。

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