論文の概要: On-chip Parametric Amplification in a Double Quantum Dots Circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18666v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 09:29:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.063228
- Title: On-chip Parametric Amplification in a Double Quantum Dots Circuit
- Title（参考訳）: ダブル量子ドット回路におけるオンチップパラメトリック増幅
- Authors: Yong-Qiang Xu, Rui Wu, Si-Si Gu, Shun-Li Jiang, Shu-Kun Ye, Bao-Chuan Wang, Hai-Ou Li, Guang-Can Guo, Chang-Ling Zou, Gang Cao, Guo-Ping Guo,
- Abstract要約: ダブル量子ドット(DQD)、超伝導量子ビット、スピン量子ビットなどのマイクロ波ベースの量子回路では、パラメトリック増幅器は必須である。
ここでは、再構成可能な量子回路内で、オンサイト単一原子パラメトリック増幅器(SAPA)を実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.78776618337146
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: In microwave-based quantum circuits, including double quantum dots (DQDs), superconducting qubits and spin qubits, parametric amplifiers are indispensable in achieving high-fidelity qubit readouts. Despite its importance, the application of parametric amplifiers is hampered by several challenges, such as high insertion losses, constrained tunability, and a pronounced vulnerability to magnetic fields. Here, we demonstrate an on-site single-atom parametric amplifier (SAPA) within a reconfigurable quantum circuit, which consists of a superconducting microwave cavity and two GaAs gate-defined DQDs. Leveraging the inherent nonlinearity of the DQD, a parametric gain exceeding 11 dB is achieved. This gain contributes to enhance the qubit readout, as evidenced by exceeding two times improvement in the signal-to-noise ratio (SNR) when employing the DQD-based amplifier for reading out another DQD. Our work not only presents a versatile experimental platform with enhanced readout capabilities in quantum computing, but also introduces alternative choices of parametric amplifiers for a variety of microwave-based quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: ダブル量子ドット(DQD)、超伝導量子ビット、スピン量子ビットを含むマイクロ波ベースの量子回路では、パラメトリック増幅器は高忠実な量子ビット読み出しを実現するには不可欠である。
その重要性にもかかわらず、パラメトリック増幅器の適用は、高い挿入損失、制限されたチューニング可能性、磁場に対する顕著な脆弱性など、いくつかの課題によって妨げられている。
ここでは、超伝導マイクロ波空洞とGaAsゲート定義DQDの2つのDQDからなる再構成可能な量子回路内で、オンサイト単一原子パラメトリック増幅器(SAPA)を実演する。
DQDの固有非線形性を利用すると、パラメトリックゲインが11dBを超える。
この利得は、別のDQDを読み出すためにDQDベースの増幅器を使用する場合、SNR(Signal-to-Noise ratio)の2倍の改善によって証明されるように、キュービット読み出しの向上に寄与する。
我々の研究は、量子コンピューティングにおける読み出し能力を増強した多用途実験プラットフォームを提供するだけでなく、様々なマイクロ波ベースの量子回路に対するパラメトリック増幅器の代替選択も導入している。
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