論文の概要: Benchmarking the readout of a superconducting qubit for repeated measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.10934v2
• Date: Fri, 17 Jan 2025 02:57:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-20 13:57:18.632651
• Title: Benchmarking the readout of a superconducting qubit for repeated measurements
• Title（参考訳）: 繰り返し測定のための超伝導量子ビットの読み出しベンチマーク
• Authors: S. Hazra, W. Dai, T. Connolly, P. D. Kurilovich, Z. Wang, L. Frunzio, M. H. Devoret,
• Abstract要約: 読み出し精度は、読み出しによるリークエラーを著しく見落としている可能性があることを示す。 本研究では, 超伝導量子ビットの読み出し特性を4つの異なる読み出し時間における忠実度に最適化する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.710146779965826
• License:
• Abstract: Readout of superconducting qubits faces a trade-off between measurement speed and unwanted back-action on the qubit caused by the readout drive, such as $T_1$ degradation and leakage out of the computational subspace. The readout is typically benchmarked by integrating the readout signal and choosing a binary threshold to extract the "readout fidelity". We show that readout fidelity may significantly overlook readout-induced leakage errors. Such errors are detrimental for applications that rely on continuously repeated measurements, e.g., quantum error correction. We introduce a method to measure the readout-induced leakage rate by repeatedly executing a composite operation - a readout preceded by a randomized qubit-flip. We apply this technique to characterize the readout of a superconducting qubit, optimized for fidelity across four different readout durations. Our technique highlights the importance of an independent leakage characterization by showing that the leakage rates vary from $0.12\%$ to $7.76\%$ across these readouts even though the fidelity exceeds $99.5\%$ in all four cases.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの読み出しは、測定速度と読み出し駆動によるキュービットの不要なバックアクション、例えば$T_1$の劣化や計算部分空間からの漏れとのトレードオフに直面している。 読み出しは、通常、読み出し信号の統合と「読み出し忠実度」を抽出する二項しきい値の選択によってベンチマークされる。 読み出し精度は、読み出しによるリークエラーを著しく見落としている可能性があることを示す。 このようなエラーは、連続的な測定、例えば量子エラー補正に依存するアプリケーションにとって有害である。 本稿では, ランダム化キュービットフリップに先行する読み出し動作を繰り返し実行することにより, 読み出しによるリーク率を測定する手法を提案する。 本研究では, 超伝導量子ビットの読み出し特性を4つの異なる読み出し時間における忠実度に最適化する手法を提案する。 本手法は, 漏洩率が4件すべてで99.5 %を超えるにもかかわらず, それぞれ0.12 %$から7.76 %$に変化することを示すことにより, 独立した漏洩評価の重要性を強調した。

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