論文の概要: Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic
Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.07765v1
- Date: Sat, 15 Jul 2023 10:30:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-18 17:59:57.636633
- Title: Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic
Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory
- Title(参考訳): 分散シフトの動的制御による超電導量子ビットの分散読み出しの促進:実験と理論
- Authors: Fran\c{c}ois Swiadek, Ross Shillito, Paul Magnard, Ants Remm,
Christoph Hellings, Nathan Lacroix, Quentin Ficheux, Dante Colao Zanuz,
Graham J. Norris, Alexandre Blais, Sebastian Krinner and Andreas Wallraff
- Abstract要約: 超伝導量子ビットは、大帯域読み出し共振器に結合される。
我々は、100 ns 統合時間で 0.25,% の、最先端の2状態読み取りエラーを示す。
提案した結果により,新たなアルゴリズムやプロトコルの性能がさらに向上することが期待されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 47.00474212574662
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The performance of a wide range of quantum computing algorithms and protocols
depends critically on the fidelity and speed of the employed qubit readout.
Examples include gate sequences benefiting from mid-circuit, real-time,
measurement-based feedback, such as qubit initialization, entanglement
generation, teleportation, and perhaps most importantly, quantum error
correction. A prominent and widely-used readout approach is based on the
dispersive interaction of a superconducting qubit strongly coupled to a
large-bandwidth readout resonator, frequently combined with a dedicated or
shared Purcell filter protecting qubits from decay. By dynamically reducing the
qubit-resonator detuning and thus increasing the dispersive shift, we
demonstrate a beyond-state-of-the-art two-state-readout error of only
$0.25\,\%$ in 100 ns integration time. Maintaining low readout-drive strength,
we nearly quadruple the signal-to-noise ratio of the readout by doubling the
readout mode linewidth, which we quantify by considering the hybridization of
the readout-resonator and its dedicated Purcell-filter. We find excellent
agreement between our experimental data and our theoretical model. The
presented results are expected to further boost the performance of new and
existing algorithms and protocols critically depending on high-fidelity, fast,
mid-circuit measurements.
- Abstract(参考訳): 幅広い量子コンピューティングアルゴリズムとプロトコルの性能は、採用されている量子ビット読み出しの忠実さと速度に大きく依存する。
例えば、中回路、リアルタイム、qubit初期化、絡み合い生成、テレポーテーション、そしておそらく最も重要な量子誤り訂正のような計測に基づくフィードバックの恩恵を受けるゲートシーケンスがある。
顕著で広く使われている読み出し方式は、大きな帯域幅の読み出し共振器に強く結合された超伝導量子ビットの分散相互作用に基づいており、しばしば専用または共有のパーセルフィルタと組み合わせられる。
量子ビット共振器のデチューニングを動的に減らし、分散シフトを増大させることで、100 ns 統合時間で 0.25\,\% の2状態読み出し誤差を極端に証明する。
読み出しモードのライン幅を2倍にすることで、読み出しモードの信号-雑音比をほぼ4倍にし、読み出し共振器と専用パーセルフィルタのハイブリッド化を考慮して定量化する。
実験データと理論モデルとの間には優れた一致がある。
提案した結果は,高忠実で高速な中間回路計測に依存する新しいアルゴリズムやプロトコルの性能をさらに向上させることが期待される。
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