Transmon qubit readout fidelity at the threshold for quantum error correction without a quantum-limited amplifier
Publiceringsår
2023
Upphovspersoner
Chen, Liangyu; Li, Hang Xi; Lu, Yong; Warren, Christopher W.; Križan, Christian J.; Kosen, Sandoko; Rommel, Marcus; Ahmed, Shahnawaz; Osman, Amr; Biznárová, Janka; Fadavi Roudsari, Anita; Lienhard, Benjamin; Caputo, Marco; Grigoras, Kestutis; Grönberg, Leif; Govenius, Joonas; Kockum, Anton Frisk; Delsing, Per; Bylander, Jonas; Tancredi, Giovanna
Visa merAbstrakt
<p>High-fidelity and rapid readout of a qubit state is key to quantum computing and communication, and it is a prerequisite for quantum error correction. We present a readout scheme for superconducting qubits that combines two microwave techniques: applying a shelving technique to the qubit that reduces the contribution of decay error during readout, and a two-tone excitation of the readout resonator to distinguish among qubit populations in higher energy levels. Using a machine-learning algorithm to post-process the two-tone measurement results further improves the qubit-state assignment fidelity. We perform single-shot frequency-multiplexed qubit readout, with a 140 ns readout time, and demonstrate 99.5% assignment fidelity for two-state readout and 96.9% for three-state readout–without using a quantum-limited amplifier.</p>
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Volym
9
Nummer
1
Artikelnummer
26
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
3
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Licens för förläggarens version
CC BY
Parallellsparad
Nej
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Data- och informationsvetenskap
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1038/s41534-023-00689-6
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja