用于量子比特测量的读出谐振器的定向发射
量子物理
2024-09-19 v3
摘要
我们提出并演示了使用全通谐振器对超导量子比特进行基于传输的色散读出，该谐振器优先将读出光子发射到输出端。这与典型的读出方案形成对比，后者故意在馈线一端失配，使读出信号优先向输出端衰减。我们表明，这种故意失配带来了扩展挑战，包括由于非理想阻抗环境导致的等效谐振器线宽更大扩散，以及用于阻抗匹配的额外基础设施。未来的架构使用多路复用全通读出谐振器将避免故意失配的需要，并可能改善量子计算机的扩展前景。作为“全通读出”的概念验证演示，我们设计并制造了一个全通读出谐振器，在读出频率处插入损耗低于1.17 dB，在其整个带宽内对transmon量子比特的最低三个态的最大插入损耗为1.53 dB。我们展示了在600 ns内平均单次保真度为98.1%的量子比特读出；为了评估更大色散位移的影响，我们实现了分层协议，并在300 ns内实现了99.0%的保真度。
引用
@article{arxiv.2403.01375,
title = {Directional emission of a readout resonator for qubit measurement},
author = {Alec Yen and Yufeng Ye and Kaidong Peng and Jennifer Wang and Gregory Cunningham and Michael Gingras and Bethany M. Niedzielski and Hannah Stickler and Kyle Serniak and Mollie E. Schwartz and Kevin P. O'Brien},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.01375},
year = {2024}
}
备注
16 pages, 15 figures