論文の概要: Fast multiplexed superconducting qubit readout with intrinsic Purcell filtering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04967v2
• Date: Wed, 11 Sep 2024 09:36:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-12 17:44:43.313160
• Title: Fast multiplexed superconducting qubit readout with intrinsic Purcell filtering
• Title（参考訳）: 内在性パーセルフィルタを用いた高速多重超伝導量子ビットリードアウト
• Authors: Peter A. Spring, Luka Milanovic, Yoshiki Sunada, Shiyu Wang, Arjan F. van Loo, Shuhei Tamate, Yasunobu Nakamura,
• Abstract要約: 超伝導量子回路では、大きな外線幅を持つ分散結合共振器を用いて高速量子ビット計測が達成されている。 これにより、キュービットが読み出しチャネルを通して緩和されるのを防ぐPurcellフィルタを使用する必要がある。 ここでは, 共振器とフィルタ共振器を容量的に, インダクタンス的に結合することで, コンパクトなノッチフィルタ回路を実現できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0628957149004683
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Fast and accurate qubit measurement remains a critical challenge on the path to fault-tolerant quantum computing. In superconducting quantum circuits, fast qubit measurement has been achieved using a dispersively coupled resonator with a large external linewidth. This necessitates the use of a Purcell filter that protects the qubit from relaxation through the readout channel. Here we show that a readout resonator and filter resonator, coupled to each other both capacitively and inductively, can produce a compact notch-filter circuit that effectively eliminates the Purcell decay channel through destructive interference. By utilizing linewidths as large as 42 MHz, we perform 56-ns simultaneous readout of four qubits and benchmark an average assignment fidelity of 99.77%, with the highest qubit assignment fidelity exceeding 99.9%. These results demonstrate a significant advancement in speed and fidelity for multiplexed superconducting qubit readout.
• Abstract（参考訳）: 高速かつ正確な量子ビット計測は、フォールトトレラント量子コンピューティングへの道のりにおいて重要な課題である。 超伝導量子回路では、大きな外線幅を持つ分散結合共振器を用いて高速量子ビット計測が達成されている。 これにより、キュービットが読み出しチャネルを通して緩和されるのを防ぐPurcellフィルタを使用する必要がある。 ここでは, パルス共振器とフィルタ共振器を容量的に, インダクタンス的に結合することで, パーセルの減衰チャネルを破壊的干渉により効果的に除去する小型ノッチフィルタ回路を実現できることを示す。 42MHzのライン幅を利用することで、4つのキュービットの56ns同時読み出しを実行し、平均割り当て忠実度99.77%をベンチマークし、最も高いキュービット割り当て忠実度99.9%を超えた。 これらの結果は、多重超伝導量子ビットの読み出しにおける速度と忠実度が著しく向上したことを示している。

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