論文の概要: Demonstrating a superconducting dual-rail cavity qubit with erasure-detected logical measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03169v2
• Date: Mon, 31 Jul 2023 20:38:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-02 17:07:39.403358
• Title: Demonstrating a superconducting dual-rail cavity qubit with erasure-detected logical measurements
• Title（参考訳）: 消去検出論理測定による超伝導二重レール空洞量子ビットの実証
• Authors: Kevin S. Chou, Tali Shemma, Heather McCarrick, Tzu-Chiao Chien, James D. Teoh, Patrick Winkel, Amos Anderson, Jonathan Chen, Jacob Curtis, Stijn J. de Graaf, John W. O. Garmon, Benjamin Gudlewski, William D. Kalfus, Trevor Keen, Nishaad Khedkar, Chan U Lei, Gangqiang Liu, Pinlei Lu, Yao Lu, Aniket Maiti, Luke Mastalli-Kelly, Nitish Mehta, Shantanu O. Mundhada, Anirudh Narla, Taewan Noh, Takahiro Tsunoda, Sophia H. Xue, Joseph O. Yuan, Luigi Frunzio, Jose Aumentado, Shruti Puri, Steven M. Girvin, S. Harvey Moseley, Jr., Robert J. Schoelkopf
• Abstract要約: 両レールキャビティ量子ビットを実装し, 消去検出による投影論理測定を実演する。 論理状態の生成と測定誤差を0.01%$レベルで測定し,99%以上の空洞崩壊事象を消去として検出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.99287784607612
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A critical challenge in developing scalable error-corrected quantum systems is the accumulation of errors while performing operations and measurements. One promising approach is to design a system where errors can be detected and converted into erasures. A recent proposal aims to do this using a dual-rail encoding with superconducting cavities. In this work, we implement such a dual-rail cavity qubit and use it to demonstrate a projective logical measurement with erasure detection. We measure logical state preparation and measurement errors at the $0.01\%$-level and detect over $99\%$ of cavity decay events as erasures. We use the precision of this new measurement protocol to distinguish different types of errors in this system, finding that while decay errors occur with probability $\sim 0.2\%$ per microsecond, phase errors occur 6 times less frequently and bit flips occur at least 140 times less frequently. These findings represent the first confirmation of the expected error hierarchy necessary to concatenate dual-rail erasure qubits into a highly efficient erasure code.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルな誤り訂正量子システムを開発する上で重要な課題は、操作と測定をしながらエラーの蓄積である。 有望なアプローチの1つは、エラーを検出して消去できるシステムを設計することである。 最近の提案では、超伝導キャビティを用いたデュアルレール符号化を目標としている。 本研究では,このような二重レールキャビティ量子ビットを実装し,消去検出を伴う投影的論理計測の実証を行う。 論理状態の生成と測定誤差を0.01 %$レベルで測定し,99 %$以上の空洞崩壊事象を消去として検出する。 我々は,この新たな測定プロトコルの精度を用いて,このシステムの異なる種類の誤差を識別し,確率$\sim 0.2\%$/マイクロ秒で減衰誤差が発生するのに対して,位相誤差は6倍の頻度で発生し,ビットフリップは少なくとも140倍の頻度で発生することを発見した。 これらの結果は,2重レール消去量子ビットを高効率な消去符号に結合するために必要な誤差階層を初めて確認したことを示す。

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