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评估地下和地面设施中 transmon 量子比特的辐射影响

量子物理 2025-07-08 v3

摘要

超导量子比特可能对由 cosmic rays 和环境辐射引起的能量沉积具有敏感性。虽然先前的研究探索了因 cosmic ray 相互作用导致的时间和空间相关效应,但我们首次直接比较了来自两个不同场所(地上 SQMS 设施(美国)和地下 Gran Sasso 实验室(意大利))测量的 transmon 量子比特性能。尽管辐射水平差异巨大,但我们观察到两个位置的量子比特平均松弛时间约为 80 微秒。进一步调查潜在的辐射事件,我们采用快速衰减检测协议,比较两个环境中触发事件的相对率。尽管内在噪声仍是超导量子比特单错误的主要来源,但我们的分析显示,在地面运行的高相干度 transmon 量子比特中,辐射引起的事件数显著增加。最后,我们使用活动水平递增的 γ\gamma 射线源,在受控的低背景环境中评估了量子比特的响应。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.18355,
  title  = {Evaluating radiation impact on transmon qubits in above and underground facilities},
  author = {Francesco De Dominicis and Tanay Roy and Ambra Mariani and Mustafa Bal and Camilla Bonomo and Nicola Casali and Ivan Colantoni and Francesco Crisa and Angelo Cruciani and Fernando Ferroni and Dounia L Helis and Lorenzo Pagnanini and Valerio Pettinacci and Roman Pilipenko and Stefano Pirro and Andrei Puiu and Alberto Ressa and Alexander Romanenko and Marco Vignati and David v Zanten and Shaojiang Zhu and Anna Grassellino and Laura Cardani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.18355},
  year   = {2025}
}

备注

9+7 pages, 7+5 figures