論文の概要: Mitigation of Measurement-Induced State Transitions via a Fast-Load and Fast-Clear Readout
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23681v1
- Date: Sun, 26 Jul 2026 14:28:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-28 22:34:15.187899
- Title: Mitigation of Measurement-Induced State Transitions via a Fast-Load and Fast-Clear Readout
- Title（参考訳）: 高速受動・高速受動による測定誘起状態遷移の緩和
- Abstract要約: 高忠実かつ高速な量子ビット読み出しは超伝導量子プロセッサにとって不可欠である。
単純な3ステップのパルススキームは、全体的な読み出し誤差を一定に抑えることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0204876339760183
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-fidelity and rapid qubit readout is essential for superconducting quantum processors, typically realized through the quantum non-demolition (QND) dispersive interaction within a qubit-resonator architecture. However, the achievable readout speed and fidelity are fundamentally limited by measurement-induced state transitions (MIST). For a transmon qubit, MIST is highly sensitive to the offset charge $n_g$ due to the charge dispersion of its higher-lying energy levels. In this work, we systematically investigate $n_g$-dependent MIST dynamics governed by the diabaticity and symmetry of pulse shaping within a charge-sensitive transmon architecture. We engineer fast-load and fast-clear pulses that effectively suppress resonator photon overshoots, thereby demonstrating a highly practical strategy to mitigate MIST without requiring complex waveforms or real-time feedback. Utilizing active gate-voltage control and rapid feedback, the measurement-induced transition probability is precisely mapped against $n_g$ and the steady-state resonator photon number, exhibiting strong agreement with numerical Floquet branch analysis. Ultimately, we evaluate the $n_g$-averaged total error probabilities for both readout and post-readout stages, verifying that a straightforward three-step pulse scheme consistently minimizes overall readout errors. Within the framework of large-scale superconducting quantum processors, this practical, hardware-free approach inherently offers a better trade-off between the readout signal-to-noise ratio and QND preservation.
- Abstract（参考訳）: 高忠実で高速な量子ビットの読み出しは量子プロセッサにとって必須であり、一般に量子非分解(QND)の分散相互作用を通じて量子ビット-共振器アーキテクチャで実現される。
しかし、達成可能な読み出し速度と忠実度は、測定誘起状態遷移(MIST)によって根本的に制限される。
トランモン量子ビットの場合、MISTは高いエネルギーレベルの電荷分散のため、オフセット電荷$n_g$に非常に敏感である。
本研究では,電荷感受性トランスモンアーキテクチャにおけるパルス整流のダイアバティティティと対称性に支配される$n_g$依存MISTダイナミクスを系統的に検討する。
我々は、共振器の光子オーバーシュートを効果的に抑制する高速負荷パルスと高速クリアパルスを設計し、複雑な波形やリアルタイムフィードバックを必要とせず、MISTを緩和するための極めて実用的な戦略を示す。
アクティブゲート電圧制御と迅速なフィードバックを用いることで、測定誘起遷移確率を$n_g$と定常共振器光子数に正確にマッピングし、数値的なフロケット分岐解析と強く一致することを示す。
最終的に、読み出しと読み出しのいずれの段階でも平均$n_g$平均誤差確率を評価し、単純な3ステップのパルススキームが読み出しエラーを一定に最小化することを検証した。
大規模超伝導量子プロセッサの枠組みの中で、この実用的でハードウェアフリーなアプローチは本質的に、読み出し信号-ノイズ比とQND保存とのトレードオフをより良くする。
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