論文の概要: Measuring quasiparticle dynamics for particle impact reconstruction in a superconducting qubit chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13176v1
• Date: Tue, 14 Apr 2026 18:00:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.239654
• Title: Measuring quasiparticle dynamics for particle impact reconstruction in a superconducting qubit chip
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットチップにおける粒子衝突再構成のための準粒子ダイナミックスの測定
• Authors: E. Celi, R. Linehan, P. M. Harrington, M. Li, H. D. Pinckney, K. Serniak, W. D. Oliver, J. A. Formaggio, E. Figueroa-Feliciano, D. Baxter,
• Abstract要約: 準粒子密度ダイナミクスによる放射線誘起クビットエネルギー緩和の時間発展をモデル化した統計解析を行った。 複数のトランペット量子ビットにおける準粒子の再結合を正確に測定し、堆積エネルギーに対する量子ビット緩和ダイナミクスの予期せぬ依存性を明らかにする。 この研究は、QPU内の超伝導トランスモン量子ビットの任意の部分集合をエネルギー分解性粒子検出器として使用するための定量的枠組みを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quasiparticle poisoning following particle impacts poses a significant challenge to the development of fault-tolerant superconducting quantum computers, as a sudden excess of quasiparticles can simultaneously degrade the coherence of multiple qubits across large device arrays. In this work, we present a statistical analysis that models the time evolution of radiation-induced qubit energy relaxation through quasiparticle density dynamics. This study provides insight into quasiparticle loss processes by distinguishing between recombination and trapping decay channels and assessing their respective impact on qubit performance. We precisely measure quasiparticle recombination in multiple transmon qubits and uncover an unexpected dependence of qubit relaxation dynamics on deposited energy. By linking correlated relaxation events across qubits to ballistic phonon propagation, we introduce a statistical localization approach to extract the energy deposited in the substrate, which is in good agreement with Monte Carlo simulation. This work establishes the quantitative framework for using an arbitrary subset of superconducting transmon qubits in a QPU as energy-resolving witness particle detectors.
• Abstract（参考訳）: 粒子衝突による準粒子中毒は、故障耐性の超伝導量子コンピュータの開発において重要な課題となり、突然の準粒子の過剰は、大きなデバイスアレイにまたがる複数の量子ビットのコヒーレンスを同時に低下させる。 本研究では、準粒子密度ダイナミクスによる放射線誘起クビットエネルギー緩和の時間発展をモデル化する統計解析について述べる。 本研究は, 準粒子損失過程について, リコンビネーションとトラップ減衰チャネルを区別し, それぞれが量子ビット性能に与える影響を評価することによって考察する。 複数のトランペット量子ビットにおける準粒子の再結合を正確に測定し、堆積エネルギーに対する量子ビット緩和ダイナミクスの予期せぬ依存性を明らかにする。 量子ビット間の相関緩和現象と弾道フォノン伝播をリンクさせることにより, 基板に堆積したエネルギーを抽出する統計的局在化手法を導入し, モンテカルロシミュレーションとよく一致した。 この研究は、QPU内の超伝導トランスモン量子ビットの任意の部分集合をエネルギー分解性粒子検出器として使用するための定量的枠組みを確立する。

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