在固定频率 Transmon 中实现保留计算态相干性的预示泄漏检测
量子物理
2026-07-19 v1
摘要
在超导量子处理器中，泄漏出计算子空间是一种主要的错误机制。在不干扰编码量子信息的情况下检测泄漏，可以提供纠错解码器可利用的预示错误信号。然而，标准的色散读出会无差别地坍缩所有量子比特本征态。在此，我们通过在色散读出期间对计算跃迁施加 Rabi 驱动，展示了在固定频率 transmon 上的预示泄漏检测。该驱动使计算态在谐振腔探针看来不可区分，同时使第二及更高激发态可与计算态区分开来。我们在 80 ns 的检测窗口内实现了 97.1(3)% 的泄漏检测保真度，来自计算子空间的误报率为 2.3(3)%。以无泄漏结果为条件，对于计算和泄漏种群等量混合的情况，检测后状态在六个基态上保持了 92.9(5)% 的平均保真度。该方案不需要标准色散读出之外的任何电路元件，使其无需修改硬件即可适用于各种类型的超导量子比特。
引用
@article{arxiv.2607.17204,
title = {Heralded Leakage Detection with Preserved Computational-State Coherence in a Fixed-Frequency Transmon},
author = {Takeaki Miyamura and Zhiling Wang and Peter A. Spring and Hiroto Mukai and Kohei Matsuura and Jesper Ilves and Yoshiki Sunada and Yasunobu Nakamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.17204},
year = {2026}
}