Fugu-MT 論文翻訳(概要): Evaluating radiation impact on transmon qubits in above and underground facilities

論文の概要: Evaluating radiation impact on transmon qubits in above and underground facilities

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.18355v1
Date: Tue, 28 May 2024 16:54:45 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-05-29 17:30:42.244361
Title: Evaluating radiation impact on transmon qubits in above and underground facilities
Title（参考訳）: 地上・地下施設におけるトランスモン量子ビットの放射効果評価
Authors: Francesco De Dominicis, Tanay Roy, Ambra Mariani, Mustafa Bal, Nicola Casali, Ivan Colantoni, Francesco Crisa, Angelo Cruciani, Fernando Ferroni, Dounia L Helis, Lorenzo Pagnanini, Valerio Pettinacci, Roman M Pilipenko, Stefano Pirro, Andrei Puiu, Alexander Romanenko, David v Zanten, Shaojiang Zhu, Anna Grassellino, Laura Cardani,
Abstract要約: 我々は,Fermilab SQMS地上施設および深部地下グラン・サッソ研究所(INFN-LNGS)で最初に測定されたトランスモン量子ビットの応答の比較を行った。その結果、クォービットは強いガンマ源に反応し、粒子の衝突を検出することが可能であることが示唆された。
参考スコア（独自算出の注目度）: 53.54441859730933
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Superconducting qubits can be sensitive to abrupt energy deposits caused by cosmic rays and ambient radioactivity. Previous studies have focused on understanding possible correlated effects over time and distance due to cosmic rays. In this study, for the first time, we directly compare the response of a transmon qubit measured initially at the Fermilab SQMS above-ground facilities and then at the deep underground Gran Sasso Laboratory (INFN-LNGS, Italy). We observe same average qubit lifetime T$_1$ of roughly 80 microseconds at above and underground facilities. We then apply a fast decay detection protocol and investigate the time structure, sensitivity and relative rates of triggered events due to radiation versus intrinsic noise, comparing above and underground performance of several high-coherence qubits. Using gamma sources of variable activity we calibrate the response of the qubit to different levels of radiation in an environment with minimal background radiation. Results indicate that qubits respond to a strong gamma source and it is possible to detect particle impacts. However, when comparing above and underground results, we do not observe a difference in radiation induced-like events for these sapphire and niobium-based transmon qubits. We conclude that the majority of these events are not radiation related and to be attributed to other noise sources which by far dominate single qubit errors in modern transmon qubits.
Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、宇宙線や周囲の放射能によって引き起こされる急激なエネルギー蓄積に敏感である。これまでの研究は、宇宙線による時間と距離による相関効果の解明に重点を置いてきた。本研究では,Fermilab SQMS地上施設および深部地下グラン・サッソ研究所(INFN-LNGS)で最初に測定されたトランスモン量子ビットの応答を直接比較した。地上および地下施設で約80マイクロ秒の平均量子ビット寿命T$_1$を観測した。次に, 高速減衰検出プロトコルを適用し, 高コヒーレンス量子ビットの地上特性と比較し, 放射と固有雑音によるトリガ事象の時間構造, 感度, 相対速度について検討した。変動活動のガンマ源を用いて、最小背景放射の環境において、異なるレベルの放射線に対する量子ビットの応答を校正する。その結果、クォービットは強いガンマ源に反応し、粒子の衝突を検出することが可能であることが示唆された。しかし,これらのサファイアおよびニオブ系トランスモン量子ビットに対する放射誘起現象の差は観測されていない。これらの事象の大部分は放射関係ではなく、現代のトランモン量子ビットにおける単一量子ビット誤差をはるかに支配している他のノイズ源によるものであると結論付けている。

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