論文の概要: Monitoring the energy of a cavity by observing the emission of a repeatedly excited qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05046v1
• Date: Wed, 7 Feb 2024 17:38:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-08 14:14:36.329749
• Title: Monitoring the energy of a cavity by observing the emission of a repeatedly excited qubit
• Title（参考訳）: 繰り返し励起した量子ビットの放射を観測してキャビティのエネルギーをモニタリングする
• Authors: Hector Hutin, Antoine Essig, R\'eouven Assouly, Pierre Rouchon, Audrey Bienfait, and Benjamin Huard
• Abstract要約: 本研究では, 共振器崩壊率の4桁が分散結合率とクォービット放出率の双方よりも桁違いに小さいため, 単発撮影と数追跡に到達した実験について述べる。 量子ジャンプは、光子が1度にキャビティを離れると、キュービット蛍光を通して光子数を監視することで観測される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The number of excitations in a large quantum system (harmonic oscillator or qudit) can be measured in a quantum non demolition manner using a dispersively coupled qubit. It typically requires a series of qubit pulses that encode various binary questions about the photon number. Recently, a method based on the fluorescence measurement of a qubit driven by a train of identical pulses was introduced to track the photon number in a cavity, hence simplifying its monitoring and raising interesting questions about the measurement backaction of this scheme. A first realization with superconducting circuits demonstrated how the average number of photons could be measured in this way. Here we present an experiment that reaches single shot photocounting and number tracking owing to a cavity decay rate 4 orders of magnitude smaller than both the dispersive coupling rate and the qubit emission rate. An innovative notch filter and pogo-pin based galvanic contact makes possible these seemingly incompatible features. The qubit dynamics under the pulse train is characterized. We observe quantum jumps by monitoring the photon number via the qubit fluorescence as photons leave the cavity one at a time. Besides, we extract the measurement rate and induced dephasing rate and compare them to theoretical models. Our method could be applied to quantum error correction protocols on bosonic codes or qudits.
• Abstract（参考訳）: 大きな量子系(ハーモニック発振器またはqudit)における励起数を分散結合量子ビットを用いて量子非解体方法で測定することができる。 通常、光子数に関する様々な二進的問題を符号化する一連の量子ビットパルスを必要とする。 近年, 共振器内の光子数を追跡するために, 同一パルス列で駆動される量子ビットの蛍光測定法を導入し, モニタリングを簡素化し, 測定バックアクションに関する興味深い疑問を提起している。 超伝導回路を用いた最初の実現は、光子の平均数をこのように測定できることを示した。 ここでは, 共振器崩壊率の4桁が分散結合率とクォービット放出率の双方よりも桁違いに小さいため, 単発撮影と数追跡に到達した実験について述べる。 革新的なノッチフィルタとポゴピンベースのガルバニックコンタクトは、これらと互換性のない特徴を可能にする。 パルストレイン下の量子ビットダイナミクスを特徴付ける。 量子ジャンプは、量子ビット蛍光を通じて光子数を観測し、光子がキャビティを1つずつ離すのを観測する。 また, 測定速度と誘起劣化率を抽出し, 理論モデルと比較した。 本手法はボソニック符号や量子ドット上の量子誤り訂正プロトコルに適用できる。

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