超导量子比特阵列中宇宙射线与关联误差的同步探测
量子物理
2024-02-06 v1 高能物理 - 实验
核实验
仪器与探测器
摘要
大规模量子信息处理需要足够稳定且长寿命的量子比特，这很可能通过纠错码来实现。然而，近期几项超导量子比特实验报告观测到了间歇性的时空关联误差，这对传统纠错码构成问题，而电离辐射可能是其原因之一。在此，我们直接测量了宇宙射线对时空关联量子比特误差的贡献。我们通过同步监测宇宙射线探测器和分布在5x5x0.35 mm^3硅芯片上的10个transmon量子比特的能量弛豫动态来实现这一目标。宇宙射线以1/(10分钟)的速率引起关联误差，占所有此类事件的17±1%。我们的量子比特基本上响应了所有入射到芯片上的宇宙射线及其次级粒子，这与独立测量的到达通量一致。此外，我们观察到约瑟夫森结附近超导能隙的形貌极大地影响了量子比特对宇宙射线的响应。考虑到屏蔽宇宙射线的实际困难，我们的结果表明，辐射加固——例如超导能隙工程——对于实现鲁棒的量子纠错至关重要。
引用
@article{arxiv.2402.03208,
title = {Synchronous Detection of Cosmic Rays and Correlated Errors in Superconducting Qubit Arrays},
author = {Patrick M. Harrington and Mingyu Li and Max Hays and Wouter Van De Pontseele and Daniel Mayer and H. Douglas Pinckney and Felipe Contipelli and Michael Gingras and Bethany M. Niedzielski and Hannah Stickler and Jonilyn L. Yoder and Mollie E. Schwartz and Jeffrey A. Grover and Kyle Serniak and William D. Oliver and Joseph A. Formaggio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.03208},
year = {2024}
}
备注
34 pages, 16 figures