論文の概要: Heralded Leakage Detection with Preserved Computational-State Coherence in a Fixed-Frequency Transmon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.17204v1
• Date: Sun, 19 Jul 2026 11:52:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.392185
• Title: Heralded Leakage Detection with Preserved Computational-State Coherence in a Fixed-Frequency Transmon
• Title（参考訳）: 固定周波数トランスモンにおける保存型計算状態コヒーレンスによる階層型漏洩検出
• Abstract要約: 計算部分空間からの漏れは超伝導量子プロセッサの主要なエラー機構である。 本稿では,Rabiドライブを分散読み出し時の計算遷移に適用することにより,固定周波数トランスモン上での漏れ検出を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.0825911951696625
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Leakage out of the computational subspace is a major error mechanism in superconducting quantum processors. Detecting leakage without disturbing the encoded quantum information can provide a heralded error signal that error-correction decoders exploit. However, standard dispersive readout collapses all qubit eigenstates indiscriminately. Here, we demonstrate heralded leakage detection on a fixed-frequency transmon by applying a Rabi drive on the computational transition during dispersive readout. The drive makes the computational states indistinguishable to the probe on the resonator while leaving the second and higher excited states distinguishable from the computational states. We achieve a leakage-detection fidelity of 97.1(3)% within the 80-ns detection window, with a false-flag rate of 2.3(3)% from the computational subspace. Conditioned on the no-leakage outcome, the post-detection state retains an average fidelity of 92.9(5)% across the six cardinal states for an equal mixture of computational and leakage population. The scheme requires no circuit elements beyond those used for standard dispersive readout, making it applicable to various types of superconducting qubits without hardware modification.
• Abstract（参考訳）: 計算部分空間からの漏れは超伝導量子プロセッサの主要なエラー機構である。 符号化された量子情報を妨害することなく漏れを検出することは、誤り訂正デコーダが悪用する隠蔽エラー信号を与えることができる。 しかし、標準分散読み出しは全てのキュービット固有状態を無差別に崩壊させる。 そこで本研究では,分散読み出し時の計算遷移にRabiドライブを適用することにより,固定周波数トランスモン上での漏れ検出を実証する。 この駆動は、2番目の励起状態と高い励起状態とを計算状態と区別しながら、共振器のプローブと計算状態を区別しにくくする。 計算部分空間から誤フラッグ率2.3(3)%で、80ns検出ウィンドウ内で97.1(3)%の漏洩検出フィリティを実現する。 予測後の状態は、6つの基準状態の平均忠実度92.9(5)%を維持し、計算とリークの同程度の混在がある。 この方式では、標準の分散読み出し用以外の回路要素は必要とせず、ハードウェアを変更せずに様々な種類の超伝導量子ビットに適用できる。

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