論文の概要: Stochastic modeling of superconducting qudits in the dispersive regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18856v2
- Date: Sat, 6 Jul 2024 02:11:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-10 03:18:28.512985
- Title: Stochastic modeling of superconducting qudits in the dispersive regime
- Title（参考訳）: 分散状態における超伝導立方体の確率モデリング
- Authors: Kangdi Yu, Murat C. Sarihan, Jin Ho Kang, Madeline Taylor, Cody S. Fan, Ananyo Banerjee, Jonathan L. DuBois, Yaniv J. Rosen, Chee Wei Wong,
- Abstract要約: この研究は、オープン量子系における分散二次測定のモデル化に焦点をあてる。
トランスモン型キュートレットを用いた実験結果を用いて,本モデルの有効性を検証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0773931605896092
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The field of superconducting quantum computing, based on Josephson junctions, has recently seen remarkable strides in scaling the number of logical qubits. In particular, the fidelities of one- and two-qubit gates have reached the breakeven point with the novel error mitigation and correction methods. Parallel to these advances is the effort to expand the Hilbert space within a single junction or device by employing high-dimensional qubits, otherwise known as qudits. Research has demonstrated the possibility of driving higher-order transitions in a transmon or designing innovative multimode superconducting circuits, termed multimons. These advances can significantly expand the computational basis while simplifying the interconnects in a large-scale quantum processor. In this work we extend the measurement theory of a conventional superconducting qubit to that of a qudit, focusing on modeling the dispersive quadrature measurement in an open quantum system. Under the Markov assumption, the qudit Lindblad and stochastic master equations are formulated and analyzed; in addition, both the ensemble-averaged and the quantum-jump approach of decoherence analysis are detailed with analytical and numerical comparisons. We verify our stochastic model with a series of experimental results on a transmon-type qutrit, verifying the validity of our high-dimensional formalism.
- Abstract（参考訳）: ジョセフソン接合に基づく超伝導量子コンピューティングの分野は、最近、論理量子ビットの数のスケーリングにおいて顕著な進歩を見せている。
特に、1ビットと2ビットのゲートの忠実度は、新しい誤差緩和法と補正法によって破局点に達している。
これらの進歩と並行して、ヒルベルト空間を単一のジャンクションやデバイス内で拡張する努力は、高次元の量子ビット(英語版)(qudits)と呼ばれる)を用いることによって行われる。
トランスモンで高次遷移を駆動したり、革新的なマルチモード超伝導回路を設計する可能性を実証した。
これらの進歩は、大規模量子プロセッサにおける相互接続を簡素化しながら、計算基盤を大幅に拡張することができる。
本研究では, 従来の超伝導量子ビットの測定理論をquditに拡張し, 開量子系における分散二次測定のモデル化に着目する。
マルコフの仮定の下では、クディット・リンドブラッド(英語版)と確率的マスター方程式(英語版)が定式化され、分析され、さらに、アンサンブル平均とデコヒーレンス解析の量子ジャンプアプローチの両方が解析的および数値的な比較によって詳述される。
本研究では,この確率モデルをトランスモン型キュートリットの一連の実験結果で検証し,高次元形式の有効性を検証した。
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