基于 cos$\phi$-耦合 transmon 读出的测量诱导态转换抑制

Cyril Mori; Francesca D Esposito; Alexandru Petrescu; Lucas Ruela; Shelender Kumar; Vishnu Narayanan Suresh; Wael Ardati; Dorian Nicolas; Giulio Cappelli; Arpit Ranadive; Gwenael Le Gal; Martina Esposito; Quentin Ficheux; Nicolas Roch; Olivier Buisson

基于 cos$\phi$-耦合 transmon 读出的测量诱导态转换抑制

量子物理 2025-09-08 v1

作者: Cyril Mori , Francesca D Esposito , Alexandru Petrescu , Lucas Ruela , Shelender Kumar , Vishnu Narayanan Suresh , Wael Ardati , Dorian Nicolas , Giulio Cappelli , Arpit Ranadive , Gwenael Le Gal , Martina Esposito , Quentin Ficheux , Nicolas Roch , Olivier Buisson

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摘要

驱动诱导的不需要的态转换(DUST)是微波读出和超导量子比特参数化操作的主要限制因素。其中，测量诱导的态转换(MIST)源于由读出哈密顿量描述的本征共振。此类效应此前仅针对量子比特与其读出模式线性耦合的情况进行研究，这构成了常规的读出哈密顿量。由于MIST即使在适中功率下即可出现，因而限制了读出信噪比和非相干直接(QND)读出保真度。在本工作中，我们研究了高功率读出 regime 下的另一种 transmon 读出方案，实现了一种称为 cos $\phi$ -耦合的非线性耦合。该耦合源于 transmon 分子电路，并具有对称性可抑制非奇偶守恒的MIST。我们成功实现了对 transmon 第五激发态的多态单次读出，从而标识了从计算子空间泄漏的路径。测量结果表明，在读出模式中超过300个光子时，系统仍可免除MIST。通过断开读出光子的奇偶性对称性而可可控地启用MIST。这些实验结果得到基于分支分析和经典混沌动力学仿真的支持，表明cos $\phi$ -耦合对读出光子具有极强的鲁棒性，而与常规横向耦合相比。

关键词

测量诱导态转换 cos$\phi$-耦合 transmon 超导量子比特读出保真度

引用

@article{arxiv.2509.05126,
  title  = {Suppression of measurement-induced state transitions in cos{\phi}-coupling transmon readout},
  author = {Cyril Mori and Francesca D Esposito and Alexandru Petrescu and Lucas Ruela and Shelender Kumar and Vishnu Narayanan Suresh and Wael Ardati and Dorian Nicolas and Giulio Cappelli and Arpit Ranadive and Gwenael Le Gal and Martina Esposito and Quentin Ficheux and Nicolas Roch and Olivier Buisson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05126},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages; 11 Figures

基于 cos$\phi$-耦合 transmon 读出的测量诱导态转换抑制

摘要

关键词

引用

备注

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