論文の概要: Simulation of a rapid qubit readout dependent on the transmission of a single fluxon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.18915v1
- Date: Sat, 26 Apr 2025 13:04:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.044778
- Title: Simulation of a rapid qubit readout dependent on the transmission of a single fluxon
- Title（参考訳）: 単一フラクトン伝送に依存する急速量子ビット読み出しのシミュレーション
- Authors: Waltraut Wustmann, Kevin D. Osborn,
- Abstract要約: 本稿では,1ナノ秒未満の読み出し時間を持つ弾道フラッションを用いたフラッソニウムキュービットの読み出しを提案する。
デバイスは1つのqubit -- 1つのqubit状態がインターフェイスとフラクトンリフレクションで1つの動的バウンスを導き、もう1つのqubit状態がインターフェースとフラクトントランスミッションで2つのバウンスを導きます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The readout speed of qubits is a major limitation for error correction in quantum information science. We show simulations of a proposed device that gives readout of a fluxonium qubit using a ballistic fluxon with an estimated readout time of less than 1 nanosecond, without the need for an input microwave tone. This contrasts the prevalent readout based on circuit quantum electrodynamics, but is related to previous studies where a fluxon moving in a single long Josephson junction (LJJ) can exhibit a time delay depending on the state of a coupled qubit. Our readout circuit contains two LJJs and a qubit coupled at their interface. We find that the device can exhibit single-shot readout of a qubit -- one qubit state leads to a single dynamical bounce at the interface and fluxon reflection, and the other qubit state leads to a couple of bounces at the interface and fluxon transmission. Dynamics are initially computed with a separate degree of freedom for all Josephson junctions of the circuit. However, a collective coordinate model reduces the dynamics to three degrees of freedom: one for the fluxonium Josephson junction and one for each LJJ. The large mass imbalance in this model allows us to simulate the mixed quantum-classical dynamics, as an approximation for the full quantum dynamics. Calculations give backaction on the qubit at $\leq 0.1\%$.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットの読み出し速度は、量子情報科学における誤り訂正の大きな限界である。
入力マイクロ波トーンを必要とせずに1ナノ秒未満の読み出し時間を持つ弾道フラッションを用いたフラッソニウム量子ビットの読み出しを提案する。
これは、回路量子力学に基づく一般的な読み出しとは対照的であるが、単一長のジョセフソン接合(LJJ)で動くフラクトンが結合量子ビットの状態に依存する時間遅延を示すという以前の研究と関係している。
我々のリードアウト回路は2つのLJJと1つのキュービットをインターフェースで結合している。
デバイスは1つのqubit -- 1つのqubit状態がインターフェイスとフラクトンリフレクションで1つの動的バウンスを導き、もう1つのqubit状態がインターフェースとフラクトントランスミッションで2つのバウンスを導きます。
ダイナミクスは最初、回路のすべてのジョセフソン接合に対して別の自由度で計算される。
しかし、集合座標モデルは力学を3自由度に減らし、フラクソニウムジョセフソン接合は1、LJJは1である。
このモデルにおける大きな質量不均衡は、完全な量子力学の近似として、混合量子-古典力学をシミュレートすることができる。
計算はキュービットに対して$\leq 0.1\%$でバックアクションを与える。
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