論文の概要: Measurement-Induced State Transitions in a Superconducting Qubit: Within the Rotating Wave Approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.05097v1
• Date: Fri, 9 Dec 2022 19:48:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 17:29:37.675266
• Title: Measurement-Induced State Transitions in a Superconducting Qubit: Within the Rotating Wave Approximation
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットにおける測定誘起状態遷移:回転波近似内
• Authors: Mostafa Khezri, Alex Opremcak, Zijun Chen, Andreas Bengtsson, Theodore White, Ofer Naaman, Rajeev Acharya, Kyle Anderson, Markus Ansmann, Frank Arute, Kunal Arya, Abraham Asfaw, Joseph C. Bardin, Alexandre Bourassa, Jenna Bovaird, Leon Brill, Bob B. Buckley, David A. Buell, Tim Burger, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Juan Campero, Ben Chiaro, Roberto Collins, Alexander L. Crook, Ben Curtin, Sean Demura, Andrew Dunsworth, Catherine Erickson, Reza Fatemi, Vinicius S. Ferreira, Leslie Flores Burgos, Ebrahim Forati, Brooks Foxen, Gonzalo Garcia, William Giang, Marissa Giustina, Raja Gosula, Alejandro Grajales Dau, Michael C. Hamilton, Sean D. Harrington, Paula Heu, Jeremy Hilton, Markus R. Hoffmann, Sabrina Hong, Trent Huang, Ashley Huff, Justin Iveland, Evan Jeffrey, Julian Kelly, Seon Kim, Paul V. Klimov, Fedor Kostritsa, John Mark Kreikebaum, David Landhuis, Pavel Laptev, Lily Laws, Kenny Lee, Brian J. Lester, Alexander T. Lill, Wayne Liu, Aditya Locharla, Erik Lucero, Steven Martin, Matt McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi, Kevin C. Miao, Shirin Montazeri, Alexis Morvan, Matthew Neeley, Charles Neill, Ani Nersisyan, Jiun How Ng, Anthony Nguyen, Murray Nguyen, Rebecca Potter, Chris Quintana, Charles Rocque, Pedram Roushan, Kannan Sankaragomathi, Kevin J. Satzinger, Christopher Schuster, Michael J. Shearn, Aaron Shorter, Vladimir Shvarts, Jindra Skruzny, W. Clarke Smith, George Sterling, Marco Szalay, Douglas Thor, Alfredo Torres, Bryan W. K. Woo, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Juhwan Yoo, Grayson Young, Ningfeng Zhu, Nicholas Zobrist, Daniel Sank, Alexander Korotkov, Yu Chen, Vadim Smelyanskiy
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは通常、分散読み出しスキームを使用し、共振器はその周波数がキュービット状態に依存するようにキュービットに結合される。 実験により、平均共振器光子数が一定の閾値を超えると、量子ビットはその計算部分空間から励起されることが示されている。 本研究では,これらの遷移を,平均光子数,および量子状態への依存度を実験的に測定し,トランモン量子ビットを用いて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 130.72139958948287
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting qubits typically use a dispersive readout scheme, where a resonator is coupled to a qubit such that its frequency is qubit-state dependent. Measurement is performed by driving the resonator, where the transmitted resonator field yields information about the resonator frequency and thus the qubit state. Ideally, we could use arbitrarily strong resonator drives to achieve a target signal-to-noise ratio in the shortest possible time. However, experiments have shown that when the average resonator photon number exceeds a certain threshold, the qubit is excited out of its computational subspace, which we refer to as a measurement-induced state transition. These transitions degrade readout fidelity, and constitute leakage which precludes further operation of the qubit in, for example, error correction. Here we study these transitions using a transmon qubit by experimentally measuring their dependence on qubit frequency, average photon number, and qubit state, in the regime where the resonator frequency is lower than the qubit frequency. We observe signatures of resonant transitions between levels in the coupled qubit-resonator system that exhibit noisy behavior when measured repeatedly in time. We provide a semi-classical model of these transitions based on the rotating wave approximation and use it to predict the onset of state transitions in our experiments. Our results suggest the transmon is excited to levels near the top of its cosine potential following a state transition, where the charge dispersion of higher transmon levels explains the observed noisy behavior of state transitions. Moreover, occupation in these higher energy levels poses a major challenge for fast qubit reset.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは通常、共振器が量子ビットに結合され、周波数が量子ビット状態に依存する分散読み出しスキームを用いる。 共振器を駆動して測定を行い、送信された共振器フィールドが共振器周波数および量子ビット状態に関する情報を得る。 理想的には、任意に強い共振器駆動を用いて、最短時間で目標信号と雑音の比を達成できる。 しかし、実験により、平均共振器光子数が一定の閾値を超えると、量子ビットはその計算部分空間から励起され、これは測定誘起状態遷移と呼ばれる。 これらの遷移は読み出しフィリティを低下させ、例えば誤り訂正においてキュービットのさらなる操作を妨げるリークを構成する。 ここでは、共振器周波数がキュービット周波数よりも低い状態において、量子ビット周波数、平均光子数、および量子状態への依存性を実験的に測定することにより、これらの遷移について検討する。 繰り返し測定された場合, 雑音挙動を示す結合量子共振器システムにおいて, レベル間の共振遷移のシグネチャを観測する。 我々は、回転波近似に基づいて、これらの遷移の半古典モデルを提供し、それを用いて、実験における状態遷移の開始を予測する。 以上の結果から, トランスモンは状態遷移後のコサイン電位の頂点付近のレベルに励起され, より高いトランスモン準位の電荷分散が観測された状態遷移のノイズ挙動を説明することが示唆された。 さらに、これらの高いエネルギーレベルの占有は、高速な量子ビットリセットにとって大きな課題となる。

関連論文リスト

• High-frequency suppression of inductive coupling between flux qubit and transmission line resonator [2.0249250133493195]
  伝送線路共振器(TLR)に誘導的に結合されたフラックス量子ビットからなる回路において自然発生する高周波遮断について検討する。 モード周波数, qubit-TLR結合強度, qubit Lambシフトの式を導出する。 我々は、将来の実験で理論モデルのテストと検証に使用できるシステムのスペクトルの特徴を同定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-15T15:53:45Z)
• Characterising Polariton States in Non-Dispersive Regime of Circuit Quantum Electrodynamics [0.0]
  非分散系における超伝導トランスモン共振器の試作と測定を行った。 偏光子状態の異なる駆動力と周波数の遷移に関する実験的研究を報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-09T09:31:12Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Reminiscence of classical chaos in driven transmons [117.851325578242]
  共振器外ドライブでさえ、トランスモンスペクトルの構造に強い変化をもたらし、その大部分がカオスであることを示す。 その結果、カオス誘起量子分解効果の出現を特徴付ける光子数しきい値が導かれる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-19T16:04:46Z)
• Dynamics of Transmon Ionization [94.70553167084388]
  本研究では, 駆動型トランスモン共振器システムの動的特性を, 強力でほぼ共振的な測定駆動下で数値的に探索する。 我々は、クォービットがコサインポテンシャルから逃れるトランスモンイオン化の明確なサインを見つける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-21T18:00:15Z)
• Cavity-QED of a quantum metamaterial with tunable disorder [0.0]
  共平面共振器に結合した25個の周波数可変トランスモン量子ビットを持つ超伝導チップを用いた量子メタマテリアルを探索する。 集合的な明るいモードと暗いモードはマイクロ波応答、すなわち外部マイクロ波信号の透過振幅を測定することによってプローブされる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-03T12:24:56Z)
• Stabilization of Qubit Relaxation Rates by Frequency Modulation [68.8204255655161]
  量子ビットのコヒーレンス特性における時間的・スペクトル的・サンプル間変動は、高スケールのフォールトトレラント量子コンピュータの開発において顕著な課題となっている。 超伝導量子ビットにおけるこれらのゆらぎのユビキタス源は、2レベル構造を持つ原子スケール欠陥の集合である。 量子ビットの周波数変調、あるいは2レベル欠陥の周波数変調は、広い周波数間隔での量子ビット緩和率の平均化につながることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-08T11:32:03Z)
• Propagating Wigner-Negative States Generated from the Steady-State Emission of a Superconducting Qubit [52.332094293284904]
  超伝導量子ビットからウィグナー負の状態を生成する。 我々は理論と一致して0.08を超える大きなウィグナー対数否定性(英語版)を観察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-23T16:30:31Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。