2023 Fiscal Year Annual Research Report
Cross-resonance-based readout scheme of a superconducting flux qubit
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19H01831
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
吉原 文樹 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (80525907)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超伝導量子ビット / 量子ビット測定 / 交差共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
測定対象の超伝導量子ビットとして、通常の磁束量子ビットよりもコヒーレンス特性に優れたコンデンサ短絡型磁束量子ビットを用いる。2023年度はコンデンサ短絡型磁束量子ビットの設計・作製・測定を行った。作製したサンプルにおいて、コンデンサ短絡型磁束量子ビットは1/4波長コプレナ導波路型共振器と結合しており、共振器はPurcellフィルタと結合している。Purcellフィルタは共振器の共鳴周波数で高い透過率、量子ビットの周波数で低い透過率を持つよう設計し量子ビットのデコヒーレンスを防ぎつつ早い読み出しを可能とした。また、量子ビットには電荷ドライブラインと磁束ドライブラインの2ラインを結合し、2種類のドライブの比較を行えるようにした。
作製したサンプルをサンプルパッケージに搭載し、希釈冷凍機を用いて数10 mKに冷却した。周波数領域測定により量子ビットにおける遷移周波数の磁束バイアス依存性を取得し、量子ビットの遷移周波数を得た。続けて、遷移周波数が極小値を持つ最適動作点において、磁束ドライブを用いた交差共鳴法と従来手法である分散測定法との比較を行った。いずれの測定法においても、透過信号の複素振幅のアンサンブル平均を取得した。両方の読み出し方式について量子ビットが0状態の時と1状態の時との透過信号の複素振幅差を測定したところ、同じ測定時間において磁束ドライブを用いた交差共鳴法の方が0状態の時と1状態の時との透過信号の複素振幅差が大きいという結果が得られた。この結果は、同じ測定時間において交差共鳴法の方が高い忠実度で0状態と1状態との読み出しを行える可能性を示している。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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