Unconditional reset of a readout resonator by multichannel driving
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2020-05-19
Department
Major/Subject
Engineering Physics
Mcode
SCI3056
Degree programme
Master’s Programme in Engineering Physics
Language
en
Pages
38
Series
Abstract
Superconducting circuits constitue a promising platform for physically realizing a quantum computer. One of the most fundamental operations of a quantum computer is to measure the state of its quantum bits (qubits). The measurement process should be as fast as possible, in order to minimize errors in the computation caused by noise. Conventionally, the state of a qubit in a superconducting circuit is determined by coupling the qubit to a readout resonator and measuring how the state of the resonator changes when a readout pulse is applied to it. Recently, a method was proposed that makes it possible to read out the state of a qubit faster by applying pulses to both the resonator and the qubit simultaneously. In this thesis, we study whether this so-called multichannel technique could be used to unconditionally drive the readout resonator back to its initial state after the readout has been finished. Using numerical simulations, we find that compared to just waiting passively, the time it takes to initialize the resonator can be reduced by up to 86%. We also implement a part of the initialization protocol experimentally and find the results encouraging for the future implementation of the full protocol.Suprajohtavat virtapiirit ovat lupaava alusta kvanttitietokoneen toteuttamiselle. Yksi kvanttitietokoneen keskeisimmistä operaatioista on sen kvanttibittien eli kubittien tilan mittaaminen. Mittausprosessin tulee olla mahdollisimman nopea, jotta kohinan aiheuttamat virheet laskennassa olisivat vähäisiä. Tyypillisesti suprajohtavan kubitin tila määritetään kytkemällä kubitti värähtelijäpiiriin, ja tutkimalla kuinka tämän värähtelijän tila muuttuu mittauspulssin vaikutuksesta. Äskettäin julkaistiin menetelmä, jolla kubitin tila voidaan määrittää aiempaa nopeammin lähettämällä mittauspulssit samanaikaisesti sekä värähtelijään että kubittiin. Tässä diplomityössä tutkitaan, kuinka tätä niin kutsuttua monikanavamenetelmää voidaan soveltaa siihen, että värähtelijä ajetaan takaisin sen alkuperäiseen tilaan mittausprosessin päätteeksi. Numeeristen simulaatioiden perusteella todetaan, että aikaa, joka värähtelijältä kuluu alkutilaan palaamiseen, on mahdollista lyhentää 86% verrattuna siihen, että alkutilaan palautumista odotetaan passiivisesti. Tämän lisäksi värähtelijän nollausta tutkittiin kokeellisesti. Teknisistä vaikeuksista johtuen palautusprosessi saatiin toteutettua ainoastaan osittain, mutta tulokset viittaavat siihen, että palautuksen nopeutuminen koko prosessissa on mahdollista saavuttaa myös kokeellisesti.Description
Supervisor
Möttönen, MikkoThesis advisor
Ikonen, JoniKeywords
superconducting resonator, qubit readout, multichannel driving, quantum computer