論文の概要: Sub-microsecond high-fidelity dispersive readout of a spin qubit with squeezed photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10820v1
• Date: Sun, 17 Dec 2023 21:33:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 14:21:20.839810
• Title: Sub-microsecond high-fidelity dispersive readout of a spin qubit with squeezed photons
• Title（参考訳）: 励起光子を用いたスピン量子ビットのサブミクロ秒高忠実分散読み出し
• Authors: Chon-Fai Kam and Xuedong Hu
• Abstract要約: 量子誤り訂正を実現するためには、高速かつ高忠実な量子ビット測定が不可欠である。 提案手法では, 真空状態の変位により, 量子ビットの読み出し精度と速度が向上することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fast and high-fidelity qubit measurement is essential for realizing quantum error correction, which is in turn a key ingredient to universal quantum computing. For electron spin qubits, fast readout is one of the significant road blocks toward error correction. Here we examine the dispersive readout of a single spin in a semiconductor double quantum dot coupled to a microwave resonator. We show that using displaced squeezed vacuum states for the probing photons can improve the qubit readout fidelity and speed. Under condition of proper phase matching, we find that a moderate, and only moderate, squeezing can enhance both the signal-to-noise ratio and the fidelity of the qubit-state readout, and the optimal readout time can be shortened to the sub-microsecond range with above $99\%$ fidelity. These enhancements are achieved at low probing microwave intensity, ensuring non-demolition qubit measurement.
• Abstract（参考訳）: 高速で高忠実な量子ビット計測は、量子誤差補正を実現するために必要不可欠であり、これはユビキタス量子コンピューティングの重要な要素である。 電子スピン量子ビットの場合、高速読み出しは誤り訂正への重要な道のりの1つである。 本稿では,マイクロ波共振器に結合した半導体二重量子ドットにおける単一スピンの分散読み出しについて検討する。 そこで,光子検出にスクイーズド真空状態を用いると,qubitの読み出し精度と速度が向上することを示す。 適切な位相マッチングの条件下では、中等度、中等度のみのスクイーズ処理により、信号対雑音比とキュービット状態の読み出しの忠実度の両方が向上し、最適な読み出し時間を99\%以上のサブマイクロ秒範囲に短縮することができる。 これらの拡張は低いマイクロ波強度で達成され、非劣化量子ビット測定が保証される。

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