論文の概要: Beyond Single-Shot Fidelity: Chernoff-Based Throughput Optimization in Superconducting Qubit Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.22174v3
• Date: Wed, 04 Mar 2026 14:55:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-05 14:47:28.674871
• Title: Beyond Single-Shot Fidelity: Chernoff-Based Throughput Optimization in Superconducting Qubit Readout
• Title（参考訳）: シングルショットの忠実性を超えて:超伝導量子ビット読み出しにおけるチャーノフに基づくスループット最適化
• Authors: Sinan Bugu,
• Abstract要約: シングルショット忠実度は超伝導量子ビット読み出しの標準ベンチマークであるが、量子状態の認証に必要なウォールクロック時間を直接最小化するものではない。 我々は,全キャビティメモリを組み込んだトラジェクトリモデルを用いて,マルチショット誤差指数を規定する古典的なチェルノフ情報を算出する。 一般的なトランスモンパラメータやハードウェアのオーバーヘッドに対して、スループットウィンドウは長く、認証時間を約9-11%削減し、高可読性と高オーバヘッドの状態では1.13倍近く飽和する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Single-shot fidelity is the standard benchmark for superconducting qubit readout, yet it does not directly minimize the wall-clock time needed to certify a quantum state. We treat the dispersive measurement record as a stochastic communication channel and compute the classical Chernoff information governing the multi-shot error exponent, using a trajectory model that incorporates T1 relaxation with full cavity memory. The integration time that maximizes single-shot fidelity and the time that minimizes total certification time do not coincide. For representative transmon parameters and hardware overheads, the throughput-optimal window is longer, cutting certification time by roughly 9-11%, with the gain saturating near 1.13x in the high-readout-power and high-overhead regime. Benchmarking the extracted classical information against the unit-efficiency Gaussian Chernoff limit defines an information-extraction efficiency: dispersive schemes capture ~45% at short integration times, dropping to eta_info(tau_rate) ~ 12% at tau_rate ~ 1.22 us as T1-induced trajectory smearing accumulates. These results connect readout calibration directly to the operational objective of minimizing certification time in high-throughput superconducting processors.
• Abstract（参考訳）: シングルショット忠実度は超伝導量子ビット読み出しの標準ベンチマークであるが、量子状態の認証に必要なウォールクロック時間を直接最小化することはできない。 分散計測記録を確率的通信チャネルとして扱い、T1緩和と全空洞メモリを組み込んだ軌道モデルを用いて、マルチショット誤差指数を管理する古典的なチェルノフ情報を算出する。 シングルショットの忠実度を最大化する統合時間と、認定時間全体の最小化時間は、一致しない。 典型的なトランスモンパラメータやハードウェアのオーバーヘッドに対して、スループット最適化ウィンドウはより長く、認証時間を約9-11%削減し、高い読み出し能力とハイオーバヘッド状態において1.13倍近く飽和する。 分散スキームは、短い積分時間で ~45% をキャプチャし、tau_rate で eta_info(tau_rate) から 12% まで低下する。 これらの結果は、高出力超伝導プロセッサの認証時間を最小化する運用目的に直接、読み出しキャリブレーションを接続する。

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