超导量子比特的快速无条件全微波重置

主动量子比特重置是许多量子算法尤其是纠错码中的关键操作。在此,我们实验演示了一种耦合到大带宽谐振腔的三能级transmon人工原子的重置方案。该重置协议利用耦合transmon-谐振腔系统 $|f,0\rangle$ 与 $|g,1\rangle$ 态之间的微波诱导相互作用,其中 $|g\rangle$ 和 $|f\rangle$ 表示transmon的基态和第二激发态,$|0\rangle$ 和 $|1\rangle$ 表示谐振腔的光子Fock态。我们表征了重置过程,并演示了在小于 $500 \, \rm{ns}$ 内将transmon-谐振腔系统重新初始化至其基态,残余激发为 $0.2\%$。我们的协议具有实际意义,因为它除快速高效单次读取transmon的架构要求外,对架构无其他要求,且不需要反馈。