超导量子比特的毫米波读出

毫米波正在成为连接和增强不同量子平台（如 Rydberg 原子、光声学和超导量子比特）的关键技术之一。 本文聚焦于毫米波光子与常规 transmon 量子比特之间的相互作用，具体用于量子比特读出。 我们研究了一个由频率为 $\omega_r = 2\pi \times 34.7$ GHz 的毫米波腔体和频率为 $\omega_q = 2\pi \times 3.1$ GHz 的 transmon 量子比特组成的回路量子电动力学 (cQED) 系统，耦合率为 $g = 2\pi \times 1.3$ GHz。 由于腔体和量子比特之间的 detuning 较大，$\omega_r/\omega_q > 10$，我们能够抑制驱动引起的非期望态转换，从而实现强驱动用于量子比特读出。 我们测量了在最高达 $1,000$ 个驱动光子时的无共振态转换，并通过超过 $100$ 个光子实现了超过 99% 的测量保真度，而无需量子限幅放大器。