利用压缩光子实现自旋量子比特的亚微秒高保真度色散读出

快速且高保真度的量子比特测量是实现量子纠错的关键，而量子纠错又是通用量子计算的核心要素。对于电子自旋量子比特，快速读出是实现纠错的重要障碍之一。在此，我们研究了与微波谐振器耦合的半导体双量子点中单自旋的色散读出。我们证明，使用平移压缩真空态作为探测光子可以提高量子比特读出保真度和速度。在适当相位匹配条件下，我们发现适度且仅适度的压缩可以同时提高信噪比和量子比特态读出保真度，并且最佳读出时间可以缩短至亚微秒范围，保真度超过 $99\%$。这些增强效果是在低探测微波强度下实现的，从而确保了非破坏性量子比特测量。