陷集成超导纳米线单光子探测器,用于被困离子量子位状态读出,具有改进的射频耐受性
Benedikt Hampel1,2, Daniel H Slichter1, Dietrich Leibfried1
1National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado 80305, USA.
Applied physics letters
|July 18, 2023
概括
我们开发了用于被困离子量子计算机的屏蔽超导纳米线单光子探测器 (SNSPD). 这些探测器克服了射频场所带来的挑战,实现了高效的量子比特状态读取.
科学领域:
- 量子计算是一种量子计算.
- 量子信息科学是一种量子信息科学.
- 超导装置是一种超导装置.
背景情况:
- 可扩展的量子计算依赖于高效的量子比特状态读取.
- 陷入的离子量子比特面临的挑战是由于强烈的射频 (rf) 电场从捕获潜力影响探测器性能.
- 现有的探测器技术在这些强烈的射频场的存在下扎.
研究的目的:
- 开发和描述集成到离子陷中的超导纳米线单光子探测器 (SNSPD).
- 为了减轻RF捕捉场对探测器性能的影响,以改善量子比特读数.
- 为了实现被困离子量子计算的高保真状态读取.
主要方法:
- 将NbTiN SNSPD与接地镜集成到线性表面电极RF离子陷中.
- 在应用的rf捕获潜力下 (在70 MHz高达54 V峰值) 屏蔽SNSPD的操作.
- 在低温温度 (高达6K) 测量探测器性能.
主要成果:
- 屏蔽的SNSPD在高频捕获潜力下表现出强大的运行.
- 达到68%的最大系统检测效率.
- 成功地集成和运行在一个适合被困离子实验的冷装置内.
结论:
- 具有集成电屏蔽的NbTiN SNSPD有效地解决了被困离子量子计算中的挑战.
- 证明的性能足以对各种被困离子物种的并行,高保真状态读取.
- 这一进步为更具可扩展性和强大的被困离子量子处理器铺平了道路.
