Theory of control and quantum state measurement with squeezed microwaves in superconducting circuits
超导电路中压缩微波的控制理论和量子态测量
基本信息
- 批准号:EP/L026082/1
- 负责人:
- 金额:$ 12.55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2014
- 资助国家:英国
- 起止时间:2014 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Precise, large scale control of qubit(s) dynamics is a major challenge today for quantum information processing (QIP) in all competing architectures. We propose to utilise squeezed microwave sources and achieve new ways of controlling and measuring qubits in closed networks with superconducting qubit-cavity nodes connected by transmission lines, when exclusively coupled to these squeezed fields. Existing experimental methods employ coherent (classical) microwave fields. Strong and high-quality sources of non-classical squeezed microwave radiation have become widely available at laboratories that specialise in implementations of superconducting qubits. Our hypothesis is that driven qubit(s) dynamics will be also inherently different and that would open new possibilities of control and measurement. Our collaboration recently succeeded in efficiently coupling a qubit exclusively to the microwave electromagnetic modes of a frequency broadband squeezed vacuum. The influence of this radiation on the dissipative qubit dynamics was then demonstrated for the first time. A natural step forward is to investigate theoretically the potential of this breakthrough for applications in QIP. Building on the feasibility of exclusive reservoirs we now wish to: (1) theoretically analyse the propagation/transmission of squeezed states in the network and the resulting driven superconducting qubit-cavity dynamics, and based on this (2) develop methods of high fidelity quantum state control and measurement for single and multi-qubit devices. Methods of increased fidelity would have direct impact on scaling-up the control of larger qubit networks and to the realisation of efficient quantum error detection and correction.
对量子比特动力学的精确、大规模控制是当今所有竞争体系结构中量子信息处理(QIP)的主要挑战。我们建议利用压缩微波源,并实现新的方式来控制和测量量子位在封闭的网络与超导量子位腔节点连接的传输线,当专门耦合到这些压缩场。现有的实验方法采用相干(经典)微波场。强而高质量的非经典压缩微波辐射源已经在专门从事超导量子比特实现的实验室中广泛使用。我们的假设是,驱动量子比特的动力学也将本质上不同,这将为控制和测量开辟新的可能性。我们的合作最近成功地将一个量子比特专门耦合到频率宽带压缩真空的微波电磁模式。这种辐射对耗散量子比特动力学的影响首次得到了证明。一个自然的进步是从理论上研究这一突破在QIP中应用的潜力。基于独占库的可行性,我们现在希望:(1)从理论上分析网络中压缩态的传播/传输以及由此产生的驱动超导量子比特-腔动力学,并在此基础上(2)开发用于单量子比特和多量子比特器件的高保真量子态控制和测量方法。提高保真度的方法将对扩大更大量子比特网络的控制以及实现有效的量子错误检测和纠正产生直接影响。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhancement and state tomography of a squeezed vacuum with circuit quantum electrodynamics
- DOI:10.1103/physreva.92.013826
- 发表时间:2015-01
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:M. Elliott;E. Ginossar
- 通讯作者:M. Elliott;E. Ginossar
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- DOI:10.1103/physreva.95.042325
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Allen J
- 通讯作者:Allen J
Designing Kerr interactions using multiple superconducting qubit types in a single circuit
- DOI:10.1088/1367-2630/aa9243
- 发表时间:2017-09
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:M. Elliott;J. Joo;E. Ginossar
- 通讯作者:M. Elliott;J. Joo;E. Ginossar
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- DOI:10.1103/physrevb.96.085121
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Callison A
- 通讯作者:Callison A
Applications of the Fokker-Planck equation in circuit quantum electrodynamics
- DOI:10.1103/physreva.94.043840
- 发表时间:2016-10-21
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Elliott, Matthew;Ginossar, Eran
- 通讯作者:Ginossar, Eran
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