論文の概要: Non-Markovian Relaxation Spectroscopy of Fluxonium Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16381v1
• Date: Thu, 20 Mar 2025 17:43:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-21 16:31:22.909021
• Title: Non-Markovian Relaxation Spectroscopy of Fluxonium Qubits
• Title（参考訳）: フラクソニウム量子の非マルコフ緩和分光
• Authors: Ze-Tong Zhuang, Dario Rosenstock, Bao-Jie Liu, Aaron Somoroff, Vladimir E. Manucharyan, Chen Wang,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットにおける寄生二層系(TLS)は、量子ビット自体よりも緩和時間が長い。 本稿では,キュービットと環境緩和を同時に効率的に探究する手法である2時間緩和法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5586221134859426
• License:
• Abstract: Recent studies have shown that parasitic two-level systems (TLS) in superconducting qubits, which are a leading source of decoherence, can have relaxation times longer than the qubits themselves. However, the standard techniques used to characterize qubit relaxation is only valid for measuring $T_1$ under Markovian assumptions and could mask such non-Markovian behavior of the environment in practice. Here, we introduce two-timescale relaxometry, a technique to probe the qubit and environment relaxation simultaneously and efficiently. We apply it to high-coherence fluxonium qubits over a frequency range of 0.1-0.4 GHz, which reveals a discrete spectrum of TLS with millisecond lifetimes. Our analysis of the spectrum is consistent with a random distribution of TLS in the aluminum oxide tunnel barrier of the Josephson junction chain of the fluxonium with an average density and electric dipole similar to previous TLS studies at much higher frequencies. Our study suggests that investigating and mitigating TLS in the junction chain is crucial to the development of various types of noise-protected qubits in circuit QED.
• Abstract（参考訳）: 近年の研究では、超伝導量子ビットの寄生二段階系(TLS)は、非コヒーレンスの主源であり、量子ビット自体よりも緩和時間が長いことが示されている。 しかし、キュービット緩和を特徴付ける標準的な手法は、マルコフ的仮定の下での$T_1$の測定にのみ有効であり、実際にはその環境のそのような非マルコフ的挙動を隠蔽することができる。 本稿では,2時間的緩和法(qubitと環境緩和を同時に効率的に探究する手法)を紹介する。 我々は、0.1-0.4GHzの周波数範囲で高コヒーレンスフラクソニウム量子ビットに適用し、ミリ秒の寿命を持つTLSの離散スペクトルを明らかにする。 我々のスペクトル分析は、フラクソニウムのジョセフソン接合鎖の酸化アルミニウムトンネルバリアにおけるTLSのランダムな分布と一致しており、従来のTLS研究と非常に高い周波数で類似した平均密度と電気双極子を持つ。 本研究は,回路QEDにおける様々な種類のノイズ保護量子ビットの開発において,接合鎖におけるTLSの探索と緩和が重要であることを示唆している。

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