論文の概要: Modeling and Experimental Validation of the Intrinsic SNR in Spin Qubit
Gate-Based Readout and Its Impacts on Readout Electronics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.08993v1
- Date: Thu, 14 Dec 2023 14:41:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-15 21:36:31.503666
- Title: Modeling and Experimental Validation of the Intrinsic SNR in Spin Qubit
Gate-Based Readout and Its Impacts on Readout Electronics
- Title（参考訳）: スピンクビットゲートベースリードアウトにおける固有SNRのモデル化と実験的検証とそのリードアウトエレクトロニクスへの影響
- Authors: Bagas Prabowo, Jurgen Dijkema, Xiao Xue, Fabio Sebastiano, Lieven M.
K. Vandersypen, Masoud Babaie
- Abstract要約: 半導体スピン量子ビット(量子ビット)では、高周波ゲートベースの読み出しは将来の大規模統合のための有望な解決策である。
本稿では、読み出しプローブパワー、読み出しチェーンのノイズ性能、固有読み出し信号-雑音比(SNR)に対する積分時間など、様々なパラメータの効果を評価するための理論的枠組みを提案する。
読み出し中のスピン量子ビットの物理を解析することにより、キュービットの量子力学的性質を考慮に入れた量子ビットの読み出しモデルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6531223920356081
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In semiconductor spin quantum bits (qubits), the radio-frequency (RF)
gate-based readout is a promising solution for future large-scale integration,
as it allows for a fast, frequency-multiplexed readout architecture, enabling
multiple qubits to be read out simultaneously. This paper introduces a
theoretical framework to evaluate the effect of various parameters, such as the
readout probe power, readout chain's noise performance, and integration time on
the intrinsic readout signal-to-noise ratio (SNR), and thus readout fidelity of
RF gate-based readout systems. By analyzing the underlying physics of spin
qubits during readout, this work proposes a qubit readout model that takes into
account the qubit's quantum mechanical properties, providing a way to evaluate
the trade-offs among the aforementioned parameters. The validity of the
proposed model is evaluated by comparing the simulation and experimental
results. The proposed analytical approach, the developed model, and the
experimental results enable designers to optimize the entire readout chain
effectively, thus leading to a faster, lower-power readout system with
integrated cryogenic electronics.
- Abstract（参考訳）: 半導体スピン量子ビット(qubits)では、無線周波数(rf)ゲートベースの読み出しは、高速で周波数多重化された読み出しアーキテクチャを可能にするため、将来の大規模統合にとって有望なソリューションである。
本稿では,rfゲートを用いた読み出しシステムにおいて,読み出しプローブパワー,読み出しチェーンのノイズ性能,本質的な読み出し信号対雑音比(snr)に対する積分時間など様々なパラメータの影響を評価するための理論的枠組みを提案する。
読み出し中のスピン量子ビットの物理を解析することにより、上記のパラメータ間のトレードオフを評価する方法として、量子ビットの量子力学的特性を考慮した量子ビット読み出しモデルを提案する。
本モデルの有効性は,シミュレーションと実験結果を比較して評価する。
提案した解析手法, 開発モデル, 実験結果により, 設計者はリードアウトチェーン全体を効果的に最適化することができ, より高速で低消費電力のリードアウトシステムを実現することができる。
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