論文の概要: Characterization of Broadband Purcell Filters with Compact Footprint for Fast Multiplexed Superconducting Qubit Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13282v2
• Date: Wed, 27 Dec 2023 12:16:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-29 21:58:31.372935
• Title: Characterization of Broadband Purcell Filters with Compact Footprint for Fast Multiplexed Superconducting Qubit Readout
• Title（参考訳）: 高速多重超電導量子ビット読み出し用小型広帯域パーセルフィルタの特性評価
• Authors: Seong Hyeon Park, Gahyun Choi, Gyunghun Kim, Jaehyeong Jo, Bumsung Lee, Geonyoung Kim, Kibog Park, Yong-Ho Lee, Seungyong Hahn
• Abstract要約: 高速な計測速度を失うことなくPurcell損失を効果的に抑制できる広帯域Purcellフィルタの設計について報告する。 測定帯域幅は0.29 mm$2$以内で790MHzを超えるが、推定寿命延長は複数のパーセルフィルタで5000倍を超える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8106259549258152
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Engineering the admittance of external environments connected to superconducting qubits is essential, as increasing the measurement speed introduces spontaneous emission loss to superconducting qubits, known as Purcell loss. Here, we report a broad bandwidth Purcell filter design within a small footprint, which effectively suppresses Purcell loss without losing the fast measurement speed. We characterize the filter's frequency response at 4.3 K and also estimate Purcell loss suppression by finite-element-method simulations of superconducting planar circuit layouts with the proposed filter design. The measured bandwidth is over 790 MHz within 0.29 mm$^2$ while the estimated lifetime enhancement can be over 5000 times with multiple Purcell filters. The presented filter design is expected to be easily integrated on existing superconducting quantum circuits for fast and multiplexed readout without occupying large footprint.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットに接続する外部環境の存在感は、測定速度の増大が超伝導量子ビットに自然放出損失をもたらすため、必要不可欠である。 本稿では, 高速な計測速度を失うことなく, パーセル損失を効果的に抑制できる広帯域Purcellフィルタの設計について報告する。 我々は, フィルタの周波数応答を4.3 Kで評価し, 提案したフィルタ設計による超伝導平面回路レイアウトの有限要素法シミュレーションによりパーセル損失抑制を推定する。 測定帯域幅は 0.29 mm$^2$ で 790 MHz 以上であり、推定寿命延長は複数のパーセルフィルタで 5000 倍を超える。 提案したフィルタ設計は、既存の超伝導量子回路に容易に統合でき、高速かつ多重化された読み出しが可能であり、フットプリントが大きい。

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