論文の概要: Decay-protected superconducting qubit with fast control enabled by integrated on-chip filters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08906v2
• Date: Tue, 16 Jul 2024 16:07:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-17 21:30:11.537188
• Title: Decay-protected superconducting qubit with fast control enabled by integrated on-chip filters
• Title（参考訳）: 集積オンチップフィルタによる高速制御による劣化保護超伝導量子ビット
• Authors: Aashish Sah, Suman Kundu, Heikki Suominen, Qiming Chen, Mikko Möttönen,
• Abstract要約: 我々は、キュービット周波数で停止帯域を示すキュービットドライブのオンチップフィルタを導入する。 ストップバンドで測定した緩和時間を最大200倍に改善した。 2次元量子プロセッサにおけるオンチップフィルタと効率的なサブハーモニック駆動の実証は、スケーラブルな量子ビットアーキテクチャへの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8694575913085578
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Achieving fast gates and long coherence times for superconducting qubits presents challenges, typically requiring either a stronger coupling of the drive line or an excessively strong microwave signal to the qubit. To address this, we introduce on-chip filters of the qubit drive exhibiting a stopband at the qubit frequency, thus enabling long coherence times and strong coupling at the subharmonic frequency, facilitating fast single-qubit gates, and reduced thermal load. The filters exhibit an extrinsic relaxation time of a few seconds while enabling sub-10-ns gates with subharmonic control. Here we show up to 200-fold improvement in the measured relaxation time at the stopband. Furthermore, we implement subharmonic driving of Rabi oscillations with a $\pi$ pulse duration of 12 ns. Our demonstration of on-chip filters and efficient subharmonic driving in a two-dimensional quantum processor paves the way for a scalable qubit architecture with reduced thermal load and noise from the control line.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの高速ゲートと長いコヒーレンス時間を達成することは、通常、駆動線がより強く結合するか、または過度に強いマイクロ波信号が量子ビットに結合する必要があるという課題を示す。 そこで本研究では、キュービット周波数で停止帯域を示すキュービットドライブのオンチップフィルタを導入し、低調波周波数での長いコヒーレンス時間と強い結合を可能にし、高速な単一キュービットゲートの実現と熱負荷の低減を実現した。 フィルタは外因性緩和時間を数秒で示し、サブハーモニック制御を備えたサブ10nゲートを実現した。 ここでは, ストップバンドにおける測定緩和時間を200倍に改善した。 さらに、12 nsのパルス持続時間$$\pi$のラビ振動のサブハーモニック駆動を実装した。 2次元量子プロセッサにおけるオンチップフィルタと効率的なサブハーモニック駆動の実証は、制御線からの熱負荷とノイズを低減したスケーラブルな量子ビットアーキテクチャへの道を開く。

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