論文の概要: Recovering Quantum Coherence of a Cavity Qubit Coupled to a Noisy Ancilla through Real-Time Feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02081v3
• Date: Mon, 09 Dec 2024 14:57:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-10 14:48:46.237688
• Title: Recovering Quantum Coherence of a Cavity Qubit Coupled to a Noisy Ancilla through Real-Time Feedback
• Title（参考訳）: 実時間フィードバックによるノイズアンシラに結合したキャビティ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: エラーの顕著な源は、結合したアンシラのノイズから生じ、すぐにキュービットに広がる。 これらのノイズの多いアンシラを監視することで、キュービットのデコヒーレンスイベントを特定し、これらのエラーをリアルタイムで修正することができる。 超伝導キャビティ量子ビットにおけるデコヒーレンスの複雑なダイナミクスは, ノイズの多いトランスモンアンシラとの相互作用によって明らかになる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Decoherence in qubits, caused by their interaction with a noisy environment, poses a significant challenge to the development of reliable quantum processors. A prominent source of errors arises from noise in coupled ancillas, which can quickly spread to qubits. By actively monitoring these noisy ancillas, it is possible to not only identify qubit decoherence events but also to correct these errors in real time. This approach is particularly beneficial for bosonic qubits, where the interaction with ancillas is a dominant source of decoherence. In this work, we uncover the intricate dynamics of decoherence in a superconducting cavity qubit due to its interaction with a noisy transmon ancilla. By tracking the noisy ancilla trajectory and using real-time feedback, we successfully recover the lost coherence of the cavity qubit, achieving a fivefold increase in its pure dephasing time. Additionally, by detecting ancilla errors and converting them into erasures, we improve the pure dephasing time by more than an order of magnitude. These advances are essential for realizing long-lived cavity qubits with high-fidelity gates, and they pave the way for 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の開発に重大な課題をもたらす。 エラーの顕著な源は、結合したアンシラのノイズから生じ、すぐにキュービットに広がる。 これらのノイズの多いアンシラを積極的に監視することにより、キュービットのデコヒーレンスイベントを識別するだけでなく、これらのエラーをリアルタイムで修正することが可能になる。 このアプローチは、アンシラとの相互作用がデコヒーレンスの主要な原因であるボソニック量子ビットにとって特に有益である。 本研究では, 超伝導キャビティ量子ビットにおける脱コヒーレンスの複雑なダイナミクスを明らかにする。 うるさい陰嚢の軌跡を追尾し, リアルタイムフィードバックにより, 空洞クビットの消失コヒーレンスを回復し, 純粋な脱落時間の5倍に向上した。 さらに, アンシラエラーを検出し, 消去することにより, 純劣化時間を1桁以上改善する。 これらの進歩は、高忠実度ゲートを持つ長寿命キャビティ量子ビットの実現に不可欠であり、より効率的なボソニック量子誤り訂正符号の道を開く。

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