采用可调谐宽带珀塞尔滤波器的高性能超导量子比特多路复用读出

快速、高保真、低反作用的读取技术对量子纠错(QEC)的发展至关重要。本工作通过可调谐宽带珀塞尔滤波器展示了超导量子比特的高性能复用读取,有效解决了测量速度与光子噪声引发退相干之间的固有矛盾。通过动态调节滤波器参数,研究人员在空闲状态下将光子噪声退相干抑制了7倍,同时在测量状态下实现快速高保真读取。使用100纳秒读取脉冲时,单次读取保真度达99.6%,其主要限制来自读取过程中的弛豫误差。采用多能级读取协议后,50纳秒内保真度进一步提升至99.9%。使用100纳秒脉冲对三个量子比特进行同步读取时,平均保真度达99.5%且串扰极低。该读取系统还表现出优异的量子非破坏(QND)特性:重复测量保真度达99.4%,泄露率低于0.1%。基于可调谐宽带滤波器,该团队进一步提出面向表面码量子纠错的可扩展读取方案,其增强的复用能力为快速、可扩展的量子纠错提供了可行解决方案。

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