利用大光子数对超导人造原子进行量子非破坏色散读出

读出超导人造原子的状态通常依赖于与读出谐振腔的色散耦合。在给定系统噪声温度下，增加谐振腔中循环光子数 $\bar{n}$ 可缩短测量时间，因此有望减少由原子自发跃迁引起的读出错误。然而，通常观察到增加 $\bar{n}$ 也会提高这些跃迁速率。本文展示了一个 fluxonium 人造原子，在其中我们测得其一、二能级间跃迁速率作为 $\bar{n}$ 的函数整体呈平坦依赖，直至 $\bar{n}\approx200$。尽管我们观察到色散频移随读出功率增大而预期减小，信噪比仍随 $\bar{n}$ 增大而持续改善。即使未使用参量放大器，在 $\bar{n}=74$ 时，我们测得反馈辅助基态和激发态制备的保真度分别为 99% 和 93%。