論文の概要: Characterizing charge-parity detection based on an offset-charge-tunable transmon qubit via randomized benchmarking

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.02809v1
• Date: Fri, 03 Apr 2026 07:19:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-06 17:20:24.370905
• Title: Characterizing charge-parity detection based on an offset-charge-tunable transmon qubit via randomized benchmarking
• Title（参考訳）: ランダム化ベンチマークによるオフセットチャージ可変トランスモン量子ビットによる電荷パリティ検出
• Authors: Yao-Yao Jiang, Tang Su, Yuxiang Liu, Yi-Ming Guo, Yidong Song, Yu-Long Li, Yanjie Zeng, Guang-Ming Xue, Wei-Jie Sun, Mei-Ling Li, Yi-Rong Jin, Junhua Wang, Xuegang Li, Hai-Feng Yu,
• Abstract要約: オフセットチャージ可能なトランスモン量子ビットを用いて、チャージパリティ状態のqubit状態への高忠実マッピングを実現する。 我々は4秒のサンプリング間隔で93.4%以上の忠実度で帯電状態の連続的なモニタリングを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.538185081824777
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting qubits are compelling platforms for charge-parity detection and, due to their theoretical sensitivity on the meV energy scale, hold promise for rare event searches. In this work, we realize high-fidelity mapping of charge-parity states onto qubit states using an offset-charge-tunable transmon qubit and efficiently characterize the fidelity of the charge-parity detection via randomized benchmarking. Specifically, a gate control line is applied to control offset charge, allowing us to achieve the single-qubit gate fidelity up to 99.96%. We combine a net-zero-based pulse on the gate line with a spin-echo-based sequence to realize charge-parity mapping, achieving a fidelity of 99.37%. Then, we demonstrate continuous monitoring of the charge-parity state with over 93.4% fidelity at a 4-μs sampling interval. Finally, an error analysis of charge-parity detection is performed, and it is found that qubit readout is currently the largest source of error. We believe this work lays the foundation for future exploration of ultra-low energy particles.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットはチャージパリティ検出のための魅力的なプラットフォームであり、MeVエネルギースケールに対する理論的感度のため、まれなイベントサーチの可能性を保っている。 本研究では、オフセットチャージ可変トランスモン量子ビットを用いて、チャージパリティ状態のqubit状態への高忠実度マッピングを実現し、ランダム化ベンチマークによるチャージパリティ検出の忠実度を効率的に特徴付ける。 具体的には、オフセット電荷を制御するためにゲート制御線を適用し、最大99.96%の単一ビットゲート忠実度を達成することができる。 ゲートライン上のネットゼロのパルスとスピンエコのシーケンスを組み合わせ、電荷パリティマッピングを実現し、99.37%の忠実度を達成する。 そして、4μsのサンプリング間隔で93.4%以上の忠実度を有する電荷-パリティ状態の連続的なモニタリングを実演する。 最後に、電荷パリティ検出の誤差解析を行い、現在、qubitreadoutが最大のエラー源であることが判明した。 我々はこの研究が、超低エネルギー粒子の将来の探査の基礎となると信じている。

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