論文の概要: Raising the Cavity Frequency in cQED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.22764v1
• Date: Thu, 27 Nov 2025 21:19:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.710325
• Title: Raising the Cavity Frequency in cQED
• Title（参考訳）: cQEDにおけるキャビティ周波数の増大
• Authors: Raymond A. Mencia, Taketo Imaizumi, Igor A. Golovchanskiy, Andrea Lizzit, Vladimir E. Manucharyan,
• Abstract要約: 本稿では,最初のcQED実装について報告する。この実装では,キュービットは5GHzの周波数で通常のトランスモンのままであるが,キャビティの基本モードは21GHzに向上する。 i) 大きな量子ビットキャビティデチューニングにもかかわらず、分散シフトは従来のMHz範囲に留まり、 (ii) 量子ビット読み出しの量子効率は8%に達し、 (iii) 量子ビットのエネルギー緩和品質係数は107ドルを超え、 (iv) 量子ビットのコヒーレンス時間は100rms$を再現的に超えることを示した。
• 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 basic element of circuit quantum electrodynamics (cQED) is a cavity resonator strongly coupled to a superconducting qubit. Since the inception of the field, the choice of the cavity frequency was, with a few exceptions, been limited to a narrow range around 7 GHz due to a variety of fundamental and practical considerations. Here we report the first cQED implementation, where the qubit remains a regular transmon at about 5 GHz frequency, but the cavity's fundamental mode raises to 21 GHz. We demonstrate that (i) the dispersive shift remains in the conventional MHz range despite the large qubit-cavity detuning, (ii) the quantum efficiency of the qubit readout reaches 8%, (iii) the qubit's energy relaxation quality factor exceeds $10^7$, (iv) the qubit coherence time reproducibly exceeds $100~μ\rm{s}$ and can reach above $300~μ\rm{s}$ with a single echoing $π$-pulse correction. The readout error is currently limited by an accidental resonant excitation of a non-computational state, the elimination of which requires minor adjustments to the device parameters. Nevertheless, we were able to initialize the qubit in a repeated measurement by post-selection with $2\times 10^{-3}$ error and achieve $4\times 10^{-3}$ state assignment error. These results encourage in-depth explorations of potentially transformative advantages of high-frequency cavities without compromising existing qubit functionality.
• Abstract（参考訳）: 回路量子力学(cQED)の基本要素は超伝導量子ビットに強く結合された空洞共振器である。 フィールドの登場以来、キャビティ周波数の選択は、いくつかの例外を除いて、様々な基本的および実用的な考慮のために7GHz程度の狭い範囲に制限されていた。 ここでは、最初のcQED実装について報告する。この実装では、キュービットは5GHzの周波数で通常のトランモンのままであるが、キャビティの基本モードは21GHzまで上昇する。 私たちはそれを証明します (i)大容量キュービットキャビティデチューニングにもかかわらず、分散シフトは従来のMHz範囲に留まる。 (ii) 量子ビット読み出しの量子効率は8%に達する。 三 クォービットのエネルギー緩和品質係数が10^7ドルを超えること。 (iv) クォービットのコヒーレンス時間は、再現的に100〜μ\rm{s}$を超え、300〜μ\rm{s}$を超えることができる。 現在、読み出し誤差は非計算状態の偶然の共鳴励起によって制限されており、その除去にはデバイスパラメータの微調整が必要である。 にもかかわらず、我々は2ドル/3ドル/3ドル/3ドル/4ドル/3ドル/3ドル/3ドル/3ドル/3ドル/4ドル/3セント/3セント/3セント/3セント/3セント/4ドル/3セント/3セント/3セント/3セント/4ドル/3セント/3セント/3セント/3セント/4ドル/3セント/3セント/3セント/3セント/3セント/3セント/5セント/5セント/5セント/5セント/3セント/5セント/5セント/5セント/5セント/5セント/5セント/5セント/5セント/5セント/3セント/3セントで4ドル/3セント/3セント これらの結果は、既存の量子ビット機能を損なうことなく、高周波キャビティの潜在的トランスフォーメーションの利点を深く探究することを促す。

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