論文の概要: Numerical Modeling of Quasiparticle-Induced Dissipation in Fluxonium Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.24946v1
• Date: Mon, 27 Jul 2026 18:01:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.582562
• Title: Numerical Modeling of Quasiparticle-Induced Dissipation in Fluxonium Qubits
• Title（参考訳）: 準粒子誘起フラクソニウム量子における散逸の数値モデリング
• Abstract要約: 非平衡準粒子(QPs)は、超伝導量子プロセッサの性能を制限することができる。 我々は、異なるQPエネルギーに対するフラキソニウム量子ビットのQP誘起散逸の予測速度と光子支援トンネルプロセスによるQP生成の予測速度を数値解析した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nonequilibrium quasiparticles (QPs) generated by stray infrared and ionizing radiation can limit the performance of superconducting quantum processors and present challenges for quantum error correction schemes. Models of QP-induced energy relaxation commonly assume that the characteristic energy of the QPs and the qubit transition energy are both small relative to the superconducting gap. Under these assumptions, certain qubits such as the fluxonium would exhibit protection against QP-induced dissipation at specific bias points. Here, we show that this is not necessarily the case, numerically analyzing the predicted rate of QP-induced dissipation in fluxonium qubits for different QP energy distributions and for QPs created via photon-assisted tunneling processes. We find that accounting for small numerical factors, existing theoretical models predict sensitivity to QP-induced errors at bias points previously thought to be protected. We find that inclusion of asymmetry in the superconducting gap energy across the junction can reintroduce suppression of QP-induced relaxation, as expected. Additionally, for QPs created by photon-assisted tunneling, we predict that $T_1$ protection will only occur for a specific energy of pair-breaking radiation. This understanding of fluxonium sensitivity to QP-induced dissipation informs the development of fluxonium-based processors and future QP-mitigation strategies.
• Abstract（参考訳）: 非平衡準粒子(QP)は、成層赤外線と電離放射線によって生成され、超伝導量子プロセッサの性能を制限し、量子エラー補正スキームの課題を示す。 QPによるエネルギー緩和のモデルでは、QPsとキュービット遷移エネルギーの特性エネルギーはどちらも超伝導ギャップに対して小さいと仮定される。 これらの仮定の下では、フラキソニウムのような特定の量子ビットは、特定のバイアス点においてQP誘起散逸に対する保護を示す。 ここでは, 異なるQPエネルギー分布に対するフラキソニウム量子ビットのQP誘起散逸の予測速度と光子支援トンネル法を用いて生成したQPについて, 数値解析を行った。 その結果, 従来の理論モデルでは, 既往のバイアス点におけるQPによる誤差に対する感度を予測できることがわかった。 接合部における超伝導ギャップエネルギーの非対称性の包含は,QP誘起緩和の抑制を期待通りに再導入できることがわかった。 さらに、光子支援トンネルによって生成されたQPについては、ペア破壊放射の特定のエネルギーに対してのみT_1$保護が生じると予測する。 QPによる散逸に対するフラキソニウム感受性の理解は、フラキソニウムベースのプロセッサの開発と今後のQP緩和戦略を示唆している。

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