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高忠実度の量子非破壊量子ビット測定は、大規模量子コンピューティングにおけるエラー訂正と迅速な量子ビットフィードバックに不可欠である。高忠実度の読み出しには、短くて強いパルスを量子ビットの読み出し共振器に通すことが必要であり、そのパルスは十分な高帯域幅、高飽和出力、量子限界増幅器によって処理される。我々は、切断されていないデバイスのハミルトニアンの時間領域シミュレーション、製造上の制約、および飽和パワーの最大化を組み合わせた設計パイプラインを開発した。この増幅器は、信号ポートにダイプレクサを介して供給される高出力電圧ポンプによって駆動される低Q共振器内に組み込まれた25個の高周波超伝導量子干渉素子（rf SQUID）のアレイを利用したものである。我々は、ポンプの強度にもかかわらず、このデバイスが量子効率に優れ、トランスモンの状態遷移に制限された高忠実度測定が可能であることを示す。最大-91.2dBmの入力飽和パワー、20dBの利得、最大28MHzの瞬時帯域幅、62%の量子効率での位相保持量子ビット測定を実証した実験データを示す。
http://arxiv.org/abs/2402.19435v1 (ar5iv, pdf)
Ryan Kaufman, Chenxu Liu, Katarina Cicak, Boris Mesits, Mingkang Xia, Chao Zhou, Maria Nowicki, José Aumentado, David Pekker, Michael Hatridge
2024/02/29
Summary (DeepL訳)
高忠実度の量子非破壊量子ビット測定は、大規模量子コンピューティングにおけるエラー訂正と迅速な量子ビットフィードバックに不可欠である。高忠実度の読み出しには、短くて強いパルスを量子ビットの読み出し共振器に通すことが必要であり、そのパルスは十分な高帯域幅、高飽和出力、量子限界増幅器によって処理される。我々は、切断されていないデバイスのハミルトニアンの時間領域シミュレーション、製造上の制約、および飽和パワーの最大化を組み合わせた設計パイプラインを開発した。この増幅器は、信号ポートにダイプレクサを介して供給される高出力電圧ポンプによって駆動される低Q共振器内に組み込まれた25個の高周波超伝導量子干渉素子（rf SQUID）のアレイを利用したものである。我々は、ポンプの強度にもかかわらず、このデバイスが量子効率に優れ、トランスモンの状態遷移に制限された高忠実度測定が可能であることを示す。最大-91.2dBmの入力飽和パワー、20dBの利得、最大28MHzの瞬時帯域幅、62%の量子効率での位相保持量子ビット測定を実証した実験データを示す。
Links
http://arxiv.org/abs/2402.19435v1 (ar5iv, pdf)
Authors
Ryan Kaufman, Chenxu Liu, Katarina Cicak, Boris Mesits, Mingkang Xia, Chao Zhou, Maria Nowicki, José Aumentado, David Pekker, Michael Hatridge
Published
2024/02/29