論文の概要: On-Demand Correlated Errors in Superconducting Qubits from a Particle Accelerator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13124v1
• Date: Fri, 13 Mar 2026 16:16:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-16 17:38:12.184832
• Title: On-Demand Correlated Errors in Superconducting Qubits from a Particle Accelerator
• Title（参考訳）: 粒子加速器からの超電導量子ビットのオンデマンド相関誤差
• Authors: Thomas McJunkin, A. W. Hunt, Yenuel Jones-Alberty, T. M. Haard, M. K. Spear, James Shackford, Tom Gilliss, Mayra Amezcua, C. A. Watson, T. M. Sweeney, J. A. Hoffmann, Kevin Schultz,
• Abstract要約: 電離放射線は超伝導量子プロセッサにおける相関誤差の既知の源である。 本稿では,電子線加速器を希釈冷凍機に結合させて,量子系の電離放射線を研究する施設を提案する。
• 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: Ionizing radiation is a known source of correlated errors in superconducting quantum processors, inhibiting the functionality of quantum error correction surface codes. High-energy photons and charged particles deposit pair-breaking energy into these systems leading to excess quasiparticles near Josephson junctions that increase qubit decoherence. Previous investigations of this problem have relied on ambient, stochastic sources of ionizing radiation or alternative methods of quasiparticle generation. Here, we present a facility that couples an electron linear accelerator (linac) to a dilution refrigerator to study ionizing radiation in quantum systems. A single linac electron closely mimics the energy deposition characteristics of a typical cosmic-ray muon, and we demonstrate the facility's usefulness with a multi-qubit superconducting transmon chip. Characteristic radiation-induced relaxation errors are quickly and easily collected with the speed and timing information of the linac. Additionally, we present qubit excitation and detuning errors that can be difficult to detect without the on-demand source of ionizing radiation. These error signatures are shown to be dependent on the junction placement and surrounding superconducting gaps.
• Abstract（参考訳）: 電離放射線は超伝導量子プロセッサにおける相関誤差の源として知られており、量子エラー補正表面符号の機能を阻害している。 高エネルギー光子と荷電粒子はこれらの系にペア破壊エネルギーを蓄積し、クビットデコヒーレンスを増大させるジョセフソン接合付近の過剰な準粒子に繋がる。 この問題のこれまでの研究は、電離放射線の環境、確率的な源、あるいは準粒子生成の代替手法に依存していた。 本稿では,電子線加速器(ライナック)を希釈冷凍機に結合させて,量子系の電離放射線を研究する施設を提案する。 単一リナック電子は、典型的な宇宙線ミューオンのエネルギー沈着特性を忠実に模倣し、多ビット超伝導トランスモンチップで施設の有用性を実証する。 リナックの速度及びタイミング情報により、放射線誘起緩和誤差を迅速かつ容易に収集する。 また,電離放射線のオンデマンド源を使わずに検出し難いクビット励起およびデチューニング誤差を提示する。 これらのエラーシグネチャは、接合配置と周囲の超伝導ギャップに依存することが示されている。

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