論文の概要: Improved fluxonium readout through dynamic flux pulsing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13437v1
• Date: Wed, 20 Nov 2024 16:25:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-21 16:11:49.559329
• Title: Improved fluxonium readout through dynamic flux pulsing
• Title（参考訳）: 動的フラックスパルスによるフラキソニウムの読み出しの改善
• Authors: Taryn V. Stefanski, Figen Yilmaz, Eugene Y. Huang, Martijn F. S. Zwanenburg, Siddharth Singh, Siyu Wang, Lukas J. Splitthoff, Christian Kraglund Andersen,
• Abstract要約: 本研究では,フラキソニウム量子ビットのフラックスパルスによる読み出し実験を行った。 我々は280 nsの積分時間で94.3%の割り当て忠実度を達成する。 その結果,フラキソニウム量子ビットの読み出し速度は最速となった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.273820097694244
• License:
• Abstract: The ability to perform rapid, high fidelity readout of a qubit state is an important requirement for quantum algorithms and, in particular, for enabling operations such as mid-circuit measurements and measurement-based feedback for error correction schemes on large quantum processors. The growing interest in fluxonium qubits, due to their long coherence times and high anharmonicity, merits further attention to reducing the readout duration and measurement errors. We find that this can be accomplished by exploiting the flux tunability of fluxonium qubits. In this work, we experimentally demonstrate flux-pulse-assisted readout, as proposed in Phys. Rev. Applied 22, 014079 (https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.22.014079), in a setup without a quantum-limited parametric amplifier. Increasing the dispersive shift magnitude by almost 20% through flux pulsing, we achieve an assignment fidelity of 94.3% with an integration time of 280 ns. The readout performance is limited by state initialization, but we find that the limit imposed only by the signal-to-noise ratio corresponds to an assignment fidelity of 99.9% with a 360 ns integration time. We also verify these results through simple semi-classical simulations. These results constitute the fastest reported readout of a fluxonium qubit, with the prospect of further improvement by incorporation of a parametric amplifier in the readout chain to enhance measurement efficiency.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット状態の高速かつ高忠実な読み出しを行う能力は、量子アルゴリズムにとって重要な要件であり、特に、大規模な量子プロセッサ上の誤り訂正スキームに対する中間回路の測定や測定に基づくフィードバックのような操作を可能にするために重要である。 長いコヒーレンス時間と高いアンハーモニック性のため、フラキソニウムの量子ビットへの関心が高まり、読み出し時間と測定誤差を減らすことにさらなる注意を払っている。 これはフラキソニウム量子ビットの磁束調整性を利用して実現できる。 本研究では,Physで提案したフラックスパルスを用いた読み出し実験を行った。 rev. 22 014079 (https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.22.014079) を量子制限パラメトリック増幅器なしで設定する。 フラックスパルスによる分散シフトの程度を約20%増加させ、280 nsの積分時間で94.3%の割り当て精度を達成する。 読み出し性能は状態初期化によって制限されるが、信号対雑音比による制限は、360 ns積分時間で99.9%の割当て忠実度に対応する。 また、これらの結果を簡単な半古典シミュレーションによって検証する。 これらの結果はフラキソニウム量子ビットの最も高速な読み出しであり、測定効率を高めるためにパラメトリック増幅器をリードアウトチェーンに組み込むことにより更なる改善が期待できる。

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