論文の概要: Readout-induced degradation of transmon lifetimes: interplay of TLSs and qubit spectral reshaping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13857v1
- Date: Sat, 14 Mar 2026 09:35:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.450216
- Title: Readout-induced degradation of transmon lifetimes: interplay of TLSs and qubit spectral reshaping
- Title（参考訳）: リードアウトによるトランスモン寿命の劣化:TLSとqubitスペクトル再構成の相互作用
- Authors: Ziwen Huang, Jimmy Shih-Chun Hung, Mouktik Raha, Ming-Han Chou, Harry Levine, Alex Retzker, Connor T. Hann, David Hover, Fernando G. S. L. Brandão, Aashish A. Clerk, Arbel Haim, Oskar Painter,
- Abstract要約: 測定バックアクションは、控えめな駆動強度でも超伝導量子ビットの分散読み出しを低下させる。
そこで本研究では、デチュレートされた2レベルシステムと駆動非正規化量子ビットスペクトルとの相互作用から、それがどのように引き起こされるかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.501854991675206
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measurement backaction degrades dispersive readout of superconducting qubits even at modest drive strengths, often via the reduction of qubit lifetimes during readout. In this work, we theoretically and experimentally study this degradation and show how it can result from the interplay between detuned two-level systems (TLSs) and a drive-renormalized qubit spectrum. For modest to strong readout, the qubit emission spectrum becomes non-Lorentzian and depends sensitively on the readout drive frequency (even when measurement rate is fixed). We combine the readout-modified qubit emission spectrum with time-dependent perturbation theory to predict qubit lifetimes in the presence of a TLS bath. Master equation simulations and experimental measurements on a frequency-tunable transmon confirm these predictions quantitatively. In particular, we find that driving at the resonator frequency associated with the qubit ground state yields the narrowest qubit emission spectrum and the least lifetime degradation for a fixed measurement rate, providing a practical guideline for optimizing readout protocols in future quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 測定バックアクションは、しばしば読み出し中のキュービット寿命の短縮によって、控えめな駆動強度でも超伝導量子ビットの分散読み出しを低下させる。
本研究では, この劣化を理論的, 実験的に研究し, 劣化した2レベルシステム(TLS)と駆動非正規化量子ビットスペクトルとの相互作用から生じることを示す。
適度から強い読み出しでは、クビット放射スペクトルは非ローレンツ的になり、リードアウト駆動周波数(測定速度が固定された場合でも)に敏感に依存する。
我々は,TLS浴中におけるキュービット寿命を予測するために,可読化量子ビット放射スペクトルと時間依存摂動理論を組み合わせる。
周波数可変トランスモンのマスター方程式シミュレーションと実験的測定により、これらの予測を定量的に確認する。
特に、量子ビット基底状態に付随する共振器周波数での駆動は、固定された測定率に対して最も狭い量子ビット放射スペクトルと最小寿命劣化をもたらし、将来の量子プロセッサで読み出しプロトコルを最適化するための実用的なガイドラインを提供する。
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