用于抑制珀塞尔速率和增强非经典性的量子比特读出电路设计

珀塞尔效应是量子比特-谐振器系统中的常见问题，会导致保真度和非经典性损失，本文研究了该效应，并通过一种新颖的量子比特读出电路设计实现了其抑制。我们的方法采用了一种独特的耦合架构，其中量子比特首先与滤波谐振器相互作用，然后再耦合到读出谐振器。这种配置能够精确控制珀塞尔衰减率和交流斯塔克因子，而不影响测量时间。该因子对读出谐振器与滤波器之间的耦合强度高度敏感，意味着因子调节直接影响量子比特态检测。该设计的一个主要优势是调节谐振器-滤波器耦合强度相对简单，为微调交流斯塔克因子提供了灵活性。本文利用完整的量子力学理论对系统进行了广泛分析，推导了总哈密顿量，并通过量子朗之万方程研究了模式动力学。还通过量子关联度量（包括辛本征值、量子谐和和经典谐和）探讨了影响输出信号非经典性的关键参数。主要目标是寻找交流斯塔克因子增加与读出电路中产生的量子关联之间是否存在妥协。通过优化主要影响交流斯塔克因子的关键因素，所提出的设计不仅提高了量子比特态的可区分性，还确保了输出信号中稳健的非经典性。结果展示了所提出系统在可扩展量子架构中弥合高保真读出与量子关联保持之间差距的潜力。