論文の概要: Rapid on-demand generation of thermal states in superconducting quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09594v1
• Date: Wed, 14 Feb 2024 21:56:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-16 17:40:19.079516
• Title: Rapid on-demand generation of thermal states in superconducting quantum circuits
• Title（参考訳）: 超伝導量子回路における高速オンデマンド熱状態生成
• Authors: Timm Fabian M\"orstedt, Wallace Santos Teixeira, Arto Viitanen, Heidi Kivij\"arvi, Maaria Tiiri, Miika Rasola, Andras Marton Gunyho, Suman Kundu, Louis Lattier, Vasilii Vadimov, Gianluigi Catelani, Vasilii Sevriuk, Johannes Heinsoo, Jukka R\"abin\"a, Joachim Ankerhold, Mikko M\"ott\"onen
• Abstract要約: 単一接合型量子回路冷凍機を用いてトランスモンの熱状態の高速発生を実験的に実証した。 高振幅パルスは、100 ns以内の110 mKから500 mKまでの温度からボルツマン分布の個体群を生成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9513312294874
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We experimentally demonstrate the fast generation of thermal states of a transmon using a single-junction quantum-circuit refrigerator (QCR) as an in-situ-tunable environment. Through single-shot readout, we monitor the transmon up to its third-excited state, assessing population distributions controlled by QCR drive pulses. Whereas cooling can be achieved in the weak-drive regime, high-amplitude pulses can generate Boltzmann-distributed populations from a temperature of 110 mK up to 500 mK within 100 ns. As we propose in our work, this fast and efficient temperature control provides an appealing opportunity to demonstrate a quantum heat engine. Our results also pave the way for efficient dissipative state preparation and for reducing the circuit depth in thermally assisted quantum algorithms and quantum annealing.
• Abstract（参考訳）: 単一接合型量子回路冷凍機(qcr)をその場調整可能な環境として用いたトランスモンの熱状態の高速生成実験を行った。 単発読み出しにより,QCR駆動パルスによって制御される個体群分布を,第3の励起状態まで監視する。 弱い駆動状態では冷却が可能であるが、高振幅パルスは100 ns以内の110 mKから500 mKまでの温度からボルツマン分布の人口を生成することができる。 我々の研究で提案しているように、この高速で効率的な温度制御は量子熱エンジンを実証する魅力的な機会を提供する。 また, 熱支援量子アルゴリズムおよび量子アニール法において, 効率の良い散逸状態調製と回路深度低減の方法も検討した。

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