基于非线性Purcell滤波器的光子噪声容忍型超导量子比特色散读取

当读取谐振腔为快速、高保真度色散读取而优化时，其中的残余噪声光子会成为超导量子比特退相位的主要来源。在此，我们提出并演示了一种非线性Purcell滤波器，它在不牺牲读取性能的前提下抑制了这种不良的退相位过程。当施加读取脉冲时，该滤波器自动减小读取谐振腔的有效线宽，从而增强量子比特对输入场的灵敏度。我们所制备器件的噪声容忍度相对于采用线性滤波器的器件提高了3倍。通过利用非线性滤波器的分岔，测量速率进一步提高了3倍。使用40 ns读取脉冲实现了99.4%的读取保真度和99.2%的量子非破坏保真度。非线性Purcell滤波器将成为实现快速、高保真度读取而不损害量子比特相干时间的有效工具。