論文の概要: Achieving speedup in Dark Matter search experiments with a transmon-based NISQ algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03157v1
- Date: Tue, 03 Mar 2026 16:59:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-04 21:38:10.884078
- Title: Achieving speedup in Dark Matter search experiments with a transmon-based NISQ algorithm
- Title（参考訳）: Transmon-based NISQアルゴリズムによるダークマター探索実験における高速化
- Authors: Roberto Moretti, Pietro Campana, Rodolfo Carobene, Alessandro Cattaneo, Marco Gobbo, Danilo Labranca, Matteo Borghesi, Marco Faverzani, Elena Ferri, Sara Gamba, Angelo Nucciotti, Andrea Giachero,
- Abstract要約: 超軽量のボソニックダークマターのコヒーレント検出は、超伝導量子ビット中の遅いラビ振動を監視することで達成できる。
2量子ゲートを用いた隠れ光子運動混合パラメータ$$に対する感度を高めるアンシラ支援ゲートベースプロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.475562059710892
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coherent detection of ultralight bosonic dark matter can be achieved by monitoring slow Rabi oscillations in superconducting qubits. We introduce an ancilla-assisted, gate-based protocol that enhances sensitivity to the hidden photon kinetic mixing parameter $ε$ using a single two-qubit gate, bypassing the need to maintain long-lived multi-qubit entangled states and remaining compatible with the limitations of modern quantum hardware. We characterized the increase in sensitivity accounting for decoherence, thermal occupation, errors in readout and reset, indicating up to a ten-fold reduction in the required integration time to reach the same exclusion limit on $ε$ achievable via Rabi-sampling experiments. Under plausible hardware assumptions and three years of data taking, the projected $95\%$ C.L. exclusion limit on the hidden photon mixing parameter reaches $ε\approx 1\times 10^{-14}$ across $2.5$-$6.0$ GHz ($10$-$25$ \textmu eV).
- Abstract（参考訳）: 超軽量のボソニックダークマターのコヒーレント検出は、超伝導量子ビット中の遅いラビ振動を監視することで達成できる。
本稿では,2量子ゲートを用いた隠れ光子運動混合パラメータ$ε$に対する感度を高めるアンシラ型ゲートベースプロトコルを提案する。
また, 脱コヒーレンス, 熱的占有, 読み出しおよびリセットの誤差の増加を特徴とし, Rabi-sampling実験により, ε$で同じ排他限界に達するために必要な積分時間を最大10倍に削減した。
もっともらしいハードウェアの仮定と3年間のデータ取得の下で、隠された光子混合パラメータの9,5\%$C.L.の排他限界は、$ε\approx 1\times 10^{-14}$で$2.5$-$6.0$ GHz (10$-$25$ \textmu eV)に到達した。
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