論文の概要: Recovering quantum coherence of a cavity qubit through environment monitoring and active feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02081v1
• Date: Mon, 4 Mar 2024 14:28:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 18:26:17.782346
• Title: Recovering quantum coherence of a cavity qubit through environment monitoring and active feedback
• Title（参考訳）: 環境モニタリングとアクティブフィードバックによる空洞量子ビットの量子コヒーレンス回復
• Authors: Uri Goldblatt, Nitzan Kahn, Sergey Hazanov, Ofir Milul, Barkay Guttel, Lalit M. Joshi, Daniel Chausovsky, Fabien Lafont, Serge Rosenblum
• Abstract要約: キャビティの環境として機能するトランスモンのノイズ軌跡を追跡することにより,キャビティ・クビット・デコヒーレンスのダイナミクスを解明する。 実時間フィードバックを用いてキャビティ量子ビットの損失コヒーレンスを回復し,その劣化時間の5倍に向上した。 これらの進歩は、光子損失率の低いキャビティ量子ビットを、高忠実度ゲートを持つ長寿命量子メモリとして使うのに不可欠である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Decoherence in qubits, caused by their interaction with a noisy environment, poses a significant challenge to developing reliable quantum processors. Monitoring the qubit's environment enables not only to flag decoherence events but also to reverse these errors, thereby restoring the qubit coherence. This approach is particularly beneficial for superconducting cavity qubits, whose unavoidable interaction with auxiliary transmons impacts their coherence. In this work, we uncover the intricate dynamics of cavity qubit decoherence by tracking the noisy trajectory of a transmon acting as the cavity's environment. Using real-time feedback, we successfully recover the lost coherence of the cavity qubit, achieving a fivefold increase in its dephasing time. Alternatively, by detecting transmon errors and converting them into erasures, we improve the cavity phase coherence by more than an order of magnitude. These advances are essential for using cavity qubits with low photon loss rates as long-lived quantum memories with high-fidelity gates and can enable more efficient bosonic quantum error correction codes.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い環境との相互作用によって引き起こされる量子ビットのデコヒーレンスは、信頼できる量子プロセッサを開発する上で大きな課題となる。 qubitの環境を監視することで、デコヒーレンスイベントのフラグだけでなく、これらのエラーをリバースすることで、qubitコヒーレンスを復元することができる。 このアプローチは、補助トランスモンとの不可避な相互作用がコヒーレンスに影響を与える超伝導キャビティ量子ビットに特に有用である。 本研究では,キャビティ環境に作用するトランスモンのノイズの軌跡を追跡することにより,キャビティキュービットデコヒーレンスの複雑なダイナミクスを明らかにする。 実時間フィードバックを用いてキャビティキュービットの損失コヒーレンスを回復し,その低下時間の5倍の増大を達成した。 あるいは、トランスモンエラーを検出して消去することにより、キャビティ位相コヒーレンスを1桁以上改善する。 これらの進歩は、低光子損失率のキャビティ量子ビットを高忠実度ゲートを持つ長寿命量子メモリとして使用するために必須であり、より効率的なボソニック量子誤り訂正符号を可能にする。

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