論文の概要: First-principles study of dispersive readout in circuit QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11722v1
• Date: Mon, 13 Apr 2026 16:57:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.700008
• Title: First-principles study of dispersive readout in circuit QED
• Title（参考訳）: 回路QEDにおける分散読み出しの第一原理研究
• Authors: Angela Riva, Prakritish Gogoi, Nicolas Gheeraert, Serge Florens, Alex W. Chin, Alain Sarlette, Alexandru Petrescu,
• Abstract要約: キュービット$T_$のリードアウト駆動振幅依存性がバススペクトルの詳細にどう影響するかを示す。 我々は、Purcellノッチフィルタをキュービット周波数に配置すると、ドライブ振幅が増加するにつれて$T_$が低下することを発見した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.794966482027995
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The speed and fidelity of dispersive readout of superconducting qubits should improve by increasing the amplitude of the measurement drive. Experiments show, however, that beyond some drive amplitude there is always a saturation or drop in fidelity, often associated with a decrease in qubit energy relaxation time $T_1$. A simple Lindblad master equation does not capture the latter effect. More involved approaches based on effective master equations rely on strong assumptions about the spectra of the system and the bath and only partially agree with observations. Here, we perform a first-principles simulation of the full unitary dynamics of dispersive readout by considering the circuit QED Hamiltonian coupled to a microscopic model for the measurement transmission line, allowing for its arbitrary spectrum, including filters. Our access to the dynamics of the bath degrees of freedom allows us to investigate the emission spectrum of the system as a function of drive power. We show how the dependence of qubit $T_1$ on readout drive amplitude is sensitive to the details of the bath spectrum. In particular, we find that $T_1$ drops with increasing drive amplitude when a Purcell notch filter is placed at the qubit frequency, and that the Lindblad master equation shows general qualitative defects compared to the first-principles model.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットの分散読み出し速度と忠実度は、測定ドライブの振幅を増大させることで向上する。 しかし、実験により、何らかの駆動振幅を超えると、常に飽和や忠実度が低下し、しばしばクォービットエネルギー緩和時間の減少を伴うことが示されている。 単純なリンドブラッドマスター方程式は後者の効果を捉えない。 効果的なマスター方程式に基づくより複雑なアプローチは、系のスペクトルと浴槽についての強い仮定に依存しており、観察に部分的に一致している。 ここでは、測定伝送線路の顕微鏡モデルに結合したQEDハミルトニアン回路を考慮し、フィルタを含む任意のスペクトルを考慮し、分散読み出しの完全なユニタリダイナミクスの第一原理シミュレーションを行う。 浴槽自由度のダイナミクスへのアクセスにより、駆動力の関数としてシステムの放射スペクトルを調べることができる。 キュービット$T_1$のリードアウト駆動振幅依存性がバススペクトルの詳細にどう影響するかを示す。 特に、Purcellノッチフィルタをキュービット周波数に配置した場合、T_1$は駆動振幅の増加とともに低下し、リンドブラッドマスター方程式は第一原理モデルと比較して定性的な欠陥を示す。

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