論文の概要: Qubit readout using in-situ bifurcation of a nonlinear dissipative
polariton in the mesoscopic regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.04793v1
- Date: Mon, 10 Oct 2022 15:55:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 00:57:59.532155
- Title: Qubit readout using in-situ bifurcation of a nonlinear dissipative
polariton in the mesoscopic regime
- Title（参考訳）: メソスコピック系における非線形散逸偏光子のその場バイフルケーションを用いた量子ビット読み出し
- Authors: Dassonneville R. and Ramos T. and Milchakov V. and Planat L. and
Foroughi F. and Naud C. and Hasch-Guichard W. and Garcia-Ripoll J. J. and
Roch N. and Buisson O
- Abstract要約: 超伝導量子ビット状態読み出しのための極性測定器の強い駆動に対する非線形応答について検討する。
2つの偏光度計は、3次元マイクロ波キャビティのボソニックモードと超伝導回路のアンハーモニックアンシラモードとの強いハイブリッド化によって生じる。
上ポラリトンの分岐により, クビット状態の読み出しをラッチ状に報告した。
- 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 explore the nonlinear response to a strong drive of polaritonic meters for
superconducting qubit state readout. The two polaritonic meters result from the
strong hybridization between a bosonic mode of a 3D microwave cavity and an
anharmonic ancilla mode of the superconducting circuit. Both polaritons inherit
a self-Kerr nonlinearity $U$, and decay rate $\kappa$ from the ancilla and
cavity, respectively. They are coupled to a transmon qubit via a
non-perturbative cross-Kerr coupling resulting in a large cavity pull $2\chi >
\kappa, ~U$. By applying magnitic flux, the ancilla mode frequency varies
modifying the hybridization conditions and thus the properties of the readout
polariton modes. Using this, the hybridisation is tuned in the mesoscopic
regime of the non-linear dissipative polariton where the self-Kerr and decay
rates of one polariton are similar $U\sim \kappa$ leading to bistability and
bifurcation behavior at small photon number. This bistability and bifurcation
behavior depends on the qubit state and we report qubit state readout in a
latching-like manner thanks to the bifurcation of the upper polariton. Without
any external quantum-limited amplifier, we obtain a single-shot fidelity of
$98.6\%$ in a $500$ ns integration time.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビット状態読み出しのためのポラリトニックメータの強い駆動に対する非線形応答について検討する。
2つのポーラトニックメーターは、3次元マイクロ波共振器のボソニックモードと超伝導回路のアンシラモードとの強いハイブリッド化によって生じる。
両ポラリトンはそれぞれ、自己Kerrの非線形性$U$、崩壊率$\kappa$をアンシラとキャビティから継承する。
これらは非摂動クロスカーカップリングによってトランスモンキュービットに結合され、大きなキャビティが2\chi > \kappa, ~u$となる。
マグニティックフラックスを適用することで、アンシラモード周波数はハイブリダイゼーション条件を変化させ、読み出しポラリトンモードの特性を変化させる。
これを用いて、このハイブリダイゼーションは、非線形散逸ポラリトンのメソスコピックな配置で調整され、1つのポラリトンの自己ケラと減衰速度はu\sim \kappa$に似ており、小さな光子数でのビスタビリティと分岐挙動に繋がる。
この不安定性と分岐挙動は、クビット状態に依存し、上ポラリトンの分岐により、クビット状態の読み出しをラッチ状に報告する。
外部の量子制限アンプがなければ、1ショットの忠実度は$8.6\%で$500のns統合時間で得られる。
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