利用横向耦合对超导量子比特进行快速高保真量子非破坏读取

虽然相对易于设计，但量子比特与腔模之间的静态横向耦合仅当量子比特与腔之间的耦合远小于它们的相互失谐时，才满足量子非破坏（QND）测量的条件。这会对测量速度造成显著限制，要求在电路设计中在耦合、失谐以及由腔模引入的退相干之间进行权衡。在此，我们研究了一种量子比特-腔和腔-馈线耦合可开关的电路，这有助于隔离量子比特。我们不依赖旋转波或色散近似，而是求解量子比特与腔模之间的完整横向相互作用。我们表明，通过仔细选择失谐和相互作用时间，我们可以利用量子比特-腔动力学中的递推现象，从而以能够实现非常快速、高保真的 QND 测量的方式加以利用。此处，量子比特测量更像是量子比特与腔之间的门操作，其中腔态可以以时间顺序方式被放大、压缩和释放。此外，我们还表明，非共振近似的非破坏性质比其色散性质退化得快得多，这表明迄今为止许多色散测量都是在 QND regime 之外实现的。