Resonant Readout of a Persistent Current Qubit
我们已经实现了一个谐振电路，使用SQUID作为磁通敏感约瑟夫森电感器的量子位读出。与传统的开关电流测量相比，当SQUID切换到电压状态时会产生不希望的准粒子，我们的方法在测量过程中保持读出SQUID沿超导支路偏置。通过将SQUID电感器并入高Q谐振电路中，我们可以通过观察幅度和相位谱的谐振频率的偏移来区分铌持续电流（PC）量子比特的两种通量状态。读出电路的特点是在非线性制度，以研究其潜在的使用作为一个非线性放大器。
2005-01-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Single-sideband modulator for frequency domain multiplexing of superconducting qubit readout
我们介绍了一种与低温微波电路兼容的超导单边带调制器，并对其进行了实验表征，提出了将其用于超导量子比特读出的频域复用。构成该器件的单片单正交调制器由纯电抗元件（电容器和约瑟夫森结电感器）构成，不需要微波频率控制音。功率高达-85 dBm的4至8 GHz频带的微波信号在频率上被向上或向下转换多达120 MHz。对于选定的探头和调制频率，器件中的杂散谐波可抑制高达25 dB。
2017-05-24 cond-mat.supr-con quant-ph
From adiabatic to dispersive readout of quantum circuits
量子线路的光谱特性可以通过监测它在与之耦合的微波谐振器中引起的谐振频率偏移来有效地读出。当两个系统强烈失谐时，理论将偏移归因于取决于量子线路状态的有效谐振器电容或电感。在小失谐时，位移来自虚光子的交换，如Jaynes-Cummings模型所描述的。在这里，我们提出了一个理论桥接这两个限制，并说明，与几个例子，其必要性的一般描述的量子线路读出。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Integrated Conditional Teleportation and Readout Circuit Based on a Photonic Crystal Single Chip
我们利用二维光子晶体单芯片设计了集成的条件量子隐形传态电路和读出电路。所提出的量子线路的制造和测试可以用当前或不久的将来的半导体工艺技术和实验技术来完成。我们的设备的读出部分，它具有独立使用的原子干涉仪的潜力，也可以单独使用或与其他兼容的光学电路集成，以实现原子状态检测。通过将其与光学系统中的源和检测器集成，可以在紧凑性和鲁棒性方面进一步改进该设备。
2006-05-06 quant-ph
Implementation and readout of maximally entangled two-qubit gates quantum circuits in a superconducting quantum processor
本文在基于 transmon 的 5 比特超导量子处理器上，比较了从单比特到最大纠缠 Bell 电路的性能，提出并验证了“乘积读出概率”和“条件读出概率”两种读出范式，以优化量子算法的输出解释。
2025-03-31 quant-ph
Kinetic inductance traveling wave amplifier designs for practical microwave readout applications
针对KIT难集成、泵浦功率需求高的问题，提出采用薄NbTiN薄膜和倒置微带线的新型KIT设计，实现10dB以上增益、5.5-7.25GHz带宽，系统附加噪声不超3个量子，可用于实用微波读出。
2024-12-13 cond-mat.supr-con quant-ph
General method for extracting the quantum efficiency of dispersive qubit readout in circuit QED
我们提出并证明了一个通用的三步方法，用于提取电路QED中色散量子比特读出的量子效率。我们使用主动耗尽测量后的光子和两个正交的最佳积分权重函数，以最大限度地提高非稳态零差测量的信噪比。我们推导出解析和实验证明，该方法鲁棒地提取的量子效率在线性制度的任意读出条件。我们使用已证明的方法来最佳地偏置约瑟夫森行波参量放大器，并量化不同的读出放大链中的噪声贡献。
2018-04-05 quant-ph
Dispersive Readout of Room Temperature Spin Qubits
我们展示了在室温下，在高质量的介质微波谐振器中，氮空位中心系综自旋的色散读出。自旋状态是从探测谐振器的微波信号的反射相位推断的。的自旋状态的时间相关的跟踪证明，并用于测量T1弛豫时间的自旋系综。色散读出提供了一个微波接口的固态自旋，翻译成微波相移的自旋信号。我们估计，它的灵敏度可以优于光学读出方案，由于在相位测量中可实现的高精度。此外，该方案适用于光学非活性自旋缺陷，并且它是非破坏性的，这使得它对光学读出的几个系统误差不敏感，并且能够使用量子反馈。
2020-03-17 physics.app-ph quant-ph
Josephson bifurcation readout: beyond the monochromatic approximation
本文分析了基于弱非线性超导谐振电路的约瑟夫森分岔量子探测器，考虑高次谐波影响，证明超出单色近似显著改变特性，并指出其可高效探测超导量子比特量子态。
2024-05-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Mesoscopic Shelving Readout of Superconducting Qubits in Circuit QED
提出了一种测量片上微波谐振器中超导量子比特内部状态的方法。我们表明，一个量子比特状态可以与越来越大的腔相干场的产生，而另一个仍然与真空。通过用常规设备测量出射谐振器场，可以实现有效的单次QND样量子位读出，从而能够在用于捕获离子的电子搁置技术的精神下实现高保真度测量。我们期望所提出的想法可以适用于不同的超导量子位设计，并有助于进一步提高量子位读出保真度。
2009-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Readout of quantum devices with a sideband microwave interferometer immune to systematic noise
微波测量的准确性不仅对电信和雷达应用至关重要，而且对未来的量子计算机也至关重要。诸如超导量子比特或自旋量子比特之类的量子比特技术需要检测微小的信号，通常通过将微波音调反射离开耦合到量子比特的谐振器来实现。来自布线和放大的噪声，例如来自温度变化的噪声，可能对读出保真度有害。提出了一种基于载波信号的两个一阶边带产生的微波音调的差分测量来检测被测器件的相位和幅度变化的方法。两个微波音调通过同一电缆发送到被测设备，该设备对一个边带显示窄带响应，而另一个不受影响。反射的边带受到载波下变频的干扰。通过选择边带的幅度和相位，可以实现对公共幅度或公共相位噪声的抑制，从而允许快速、稳定地测量谐振器的频移和品质因数。在25 mK的NbN超导谐振器上进行了测试测量，以校准和校准实验装置，并研究其谐振频率随时间的波动。
2023-03-13 quant-ph
Nonlinear Parity Readout with a Microwave Photodetector
在量子计算的许多应用中，稳健的高保真宇称测量是一个重要的操作。在这项工作中，我们展示了如何在电路QED架构中，可以测量奇偶校验在一个Single Shot在非常高的对比度，利用强驱动的微波腔耦合到一个或多个量子比特的非线性行为。我们工作在一个非线性色散制度处理在一个精确的色散变换。我们表明，适当的调整实验参数导致非常高的对比度在腔中，因此，一个高效率的奇偶校验读出与微波光子计数器或另一个幅度检测器。这些调谐条件基于非线性，因此比先前描述的线性调谐方案更鲁棒。在本文的第一部分中，我们详细展示了如何实现这两个量子比特的奇偶校验测量，并在本文的第二部分中将其扩展到$N$量子比特。我们还研究了协议的QND性。
2018-01-02 quant-ph
Dispersive readout scheme for a Josephson phase qubit
我们提出了一个色散方案读出约瑟夫森相位量子比特的实验结果。一个电容并联的dc-SQUID被用作电感耦合到量子比特的非线性谐振器。我们通过测量从SQUID谐振器反射的微波脉冲的幅度和相位来检测量子比特的通量状态。通过这种低耗散的方法，我们将量子位状态测量时间减少到25微秒，这比使用通过将SQUID切换到其非零直流电压状态来执行的常规读出快得多。所演示的读出方案允许通过采用频分复用使用单个微波线读出多个量子比特。
2010-10-05 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Multilayer microwave integrated quantum circuits for scalable quantum computing
随着实验量子信息处理（QIP）的快速发展，一个新兴的挑战是设计一种可扩展的架构，该架构将各种量子元件组合成复杂的设备，而不损害它们的性能。特别是，超导量子线路已经成功地证明了量子计算的许多要求，包括接近缩放阈值的相干水平。然而，通过可控通道耦合大量电路组件同时抑制任何其他相互作用仍然具有挑战性。我们提出了一个硬件平台，旨在解决这些挑战，它结合了集成电路制造和长的相干时间在三维电路量子电动力学（3D cQED）实现的优势。这种多层微波集成量子线路（MMIQC）平台为实现日益复杂的超导器件提供了一条途径，以追求可扩展的量子计算机。
2015-09-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersive Microwave Sensing for Quantum Computing with Floating Electrons
本研究开发了低温微波源和基于谐振器的读出技术，用于在低温基板上实现漂浮电子作为量子比特的测量。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Design of Advanced Readout and System-on-Chip Analog Circuits for Quantum Chip
本研究设计了一种集成四量子比特芯片与约瑟夫森参量放大器的先进读出架构，无需Purcell滤波器，通过定制增益曲线实现量子极限放大和能量泄漏抑制。
2025-06-19 quant-ph
Ultrahigh-sensitivity high-linearity photodetection system using a low-gain avalanche photodiode with an ultralow-noise readout circuit
研制了一种高灵敏度的光电探测系统，其探测极限为1 photon/s。该系统使用了一个市售的200毫米直径的硅雪崩光电二极管（APD）和一个内部开发的超低噪声读出电路，这两个都是冷却到77 K。当APD工作在约10的低增益时，它对入射光子数具有高线性响应，并且具有低的过量噪声因子。APD还具有高的量子效率和在77 K下小于1 e/s的暗电流。这种光电探测系统将缩短测量时间，并使近场扫描光学显微镜具有更高的空间和波长分辨率。
2005-03-04 quant-ph
Split-Post Re-entrant Microwave Displacement Transducer with Quadratic Readout
University of Western Australia（西澳大学）
分叉后微波位移换能器通过二次读出实现可控的二次到线性耦合，用于高灵敏度微波-机械量子传感。
2026-08-04 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Electrical readout microwave-free sensing with diamond
本研究提出基于金刚石氮空位中心基态交叉弛豫的光电读出方法，实现无微波传感和电子自旋共振谱测量，并展示基于基态能级反交叉的磁力计，具有良好检测效率和磁灵敏度，为探测光学惰性缺陷和表征局部自旋环境提供新方案。
2022-01-05 physics.app-ph quant-ph
Frequency Division Multiplexing Readout and Simultaneous Manipulation of an Array of Flux Qubits
超导量子线路的一个重要的期望成分是读出方案，其复杂性不随着测量中涉及的量子比特的数量而增加。在这里，我们提出了一个读出方案，采用一个单一的微波线，这使得多个量子位的同时读出。因此，按比例放大超导量子位电路不再受到读出装置的限制。采用频分复用技术实现了6个通量量子比特的并行读出，以及3个量子比特的同时操作和时间分辨测量。我们将讨论如何将这种技术扩展到在芯片上读取数百个量子位。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Readout-Induced Leakage in Superconducting Circuits with Nonlinear Couplings
Yale University（耶鲁大学）；Yale Quantum Institute, Yale University（耶鲁量子研究所，耶鲁大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）
研究超导电路中读出诱导泄漏问题，发现非线性耦合虽能提供Purcell保护，但若设计不当会引入额外寄生过程，且泄漏率对读出频率敏感，需通过合理设计辅助模式来抑制。
2026-07-10 quant-ph
Shortcuts to Adiabaticity for Fast Qubit Readout in Circuit Quantum Electrodynamics
我们提出了如何工程的纵向耦合，以加速测量的量子位纵向耦合到一个腔，由绝热性的捷径的概念的动机。从逆向工程和反绝热驱动两种方法中逆向设计了不同的调制，以实现纳秒级更大的信噪比（SNR）值。通过比较，我们证明了我们的协议优于通常的周期性调制的指针状态分离和信噪比。最后，我们展示了一种可能的实现方式，考虑到最先进的电路量子电动力学架构，估计测量过程所需的最短时间。
2022-09-08 quant-ph
Readout Error Mitigation for Mid-Circuit Measurements and Feedforward
Harvard University（哈佛大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局）
提出一种通用协议，通过反馈减少中电路测量错误，提升NISQ设备的量子电路鲁棒性。
2025-02-03 quant-ph
Measurement-induced qubit state mixing in circuit QED from up-converted dephasing noise
我们观察到测量诱导的量子比特态混合在一个transmon量子比特色散耦合到一个平面读出腔。我们的研究结果表明，在量子位读出失谐频率的退相噪声是由读出光子上转换，造成虚假的量子位状态转换，从而限制了读出的非破坏性字符。此外，我们使用量子比特跃迁率作为工具，以提取在f ~ 1 GHz的等效通量噪声谱密度，并找到从$1/f^α$拟合到低于1 Hz的测量通量噪声谱密度的外推值的协议。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Protocol for high fidelity readout in the photon blockade regime of circuit QED
在强耦合区，驱动阻尼Jaynes-Cummings模型表现出量子光子阻塞态和准相干亮态的共存。我们用全量子模拟描述了这些亚稳态的慢时间尺度和吸引域。这种形式的双稳态可以用于实现不需要额外电路元件的量子位读出方案。我们提出了一个相干控制序列，利用一个简单的线性啁啾的驱动幅度和频率以及量子比特频率。通过优化系统和控制脉冲的参数，我们在理论上证明了非常高的读出精度（>98%）和高对比度，在电路QED架构中实现的量子位的实验现实参数。
2010-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal dispersive readout of a spin qubit with a microwave resonator
半导体自旋量子比特与超导微波谐振器的强耦合最近得到证实。这些突破为量子信息处理铺平了道路，该处理将固态自旋量子比特的长相干时间与现有超导量子比特实现的长距离连接、快速控制和快速高保真量子非破坏读出相结合。本文从理论上分析和优化了半导体双量子点通过电偶极矩耦合到微波谐振腔中的单自旋色散读出。强自旋-光子耦合源于电子自旋在局部磁场梯度中的运动。我们计算的信噪比（SNR）的读出占Purcell自旋弛豫和自旋弛豫所产生的半导体内的固有电噪声。我们表达的最大可实现的SNR与这两个耗散过程相关的协同性。我们发现，而协同效应的DQD和谐振器之间的偶极耦合的强度增加，它不依赖于磁场梯度的强度。然后，我们优化作为实验可调DQD参数的函数的SNR。我们确定了参数空间的宽区域，其中量子比特上的谐振器光子的不必要的反作用很小。此外，我们发现，耦合的谐振器到其他DQD过渡可以提高SNR的至少两个因素，一个“跨越”的效果，只发生在非零能量失谐的DQD双阱势。我们估计，与目前的技术，单次拍摄读出的范围$82-95\%$的精度可以实现在几个$μ\textrm{s}$的读出时间，而不需要使用Purcell过滤器。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Silicon Spin Qubit Control and Readout Circuits in 22nm FDSOI CMOS
本文针对未来量子计算需求，研究22nm FDSOI CMOS工艺下硅自旋量子比特的控制与读出集成电路，总结相关技术并给出TIA和PG两个模块的初步仿真性能结果。
2024-09-12 quant-ph
Personalized Improvement of Standard Readout Error Mitigation using Low-Depth Circuits and Machine Learning
本文提出利用低深度电路测量概率分布并结合机器学习来个性化细化读出误差模型，在七量子比特系统上相比标准方法显著提升了保真度并降低了误差。
2025-06-04 quant-ph
Quasi-Probabilistic Readout Correction of Mid-Circuit Measurements for Adaptive Feedback via Measurement Randomized Compiling
本文提出利用随机化编译将测量误差定制为简单随机模型，通过单个制备态重建的拟概率分布高效校正读出误差，并扩展至线路中途测量的自适应反馈，实现了8比特寄存器和辅助比特纠错的验证。
2025-01-27 quant-ph
Reducing Spontaneous Emission in Circuit Quantum Electrodynamics by a Combined Readout/Filter Technique
量子比特的物理实现可能对环境耦合极其敏感，这可能导致退相干。虽然努力保护，耦合到环境是必要的，以测量和操纵量子位的状态。因此，具有长量子位能量弛豫时间的目标与实现高保真量子位控制和测量的目标相竞争。在这里，我们提出了一种方法，集成滤波技术，保持超导量子比特的寿命与色散耦合的量子比特的微波谐振器的控制和测量。其结果是一个紧凑的电路，可以保护量子比特免于自发丢失到环境中，同时还保留了执行快速，高保真读出的能力。重要的是，我们表明该设备在一个制度，是可以达到与当前的实验参数，并提供了一个具体的例子超导量子比特电路量子电动力学。
2015-10-20 quant-ph
Catch-Disperse-Release Readout for Superconducting Qubits
我们分析了一个单次读出超导量子比特通过控制捕获，分散和释放的微波场。可调谐耦合器用于在色散量子位-谐振器相互作用期间将微波谐振器与传输线解耦，从而避免来自Purcell效应的阻尼。我们表明，如果量子比特的频率调谐是足够绝热的，一个快速的高保真量子比特读出是可能的，即使在强非线性色散制度。有趣的是，Jaynes-Cummings非线性导致了标准量子极限以下的谐振腔场的正交压缩，导致测量误差的显着降低。
2013-06-16 quant-ph
Integrated multiplexed microwave readout of silicon quantum dots in a cryogenic CMOS chip
固态量子计算机需要经典电子学来控制和读出单个量子比特，并实现快速经典数据处理[1-3]。在固态量子处理器运行最佳的深低温下集成两个子系统[4]，可以解决一些主要的扩展挑战，例如系统大小和输入/输出（I/O）数据管理[5]。硅量子点（QD）中的自旋量子位可以使用超大规模集成（VLSI）与互补金属氧化物半导体（CMOS）电子器件单片集成，从而利用半导体行业的广泛制造经验[6]。然而，在mK温度下使用工业CMOS进行集成的实验演示仍处于起步阶段。在这里，我们提出了一个使用工业CMOS技术制造的低温集成电路（IC），它包含硅基量子处理器的三个关键成分：QD阵列（在这里以非交互式3x 3配置排列），数字电子器件，以最大限度地减少使用行列寻址的控制线和用于多路复用读出的模拟LC谐振器，所有这些都在50 mK下工作。与微波谐振器（6-8 GHz范围），我们显示分散读出的量子点的电荷状态，并执行组合的时域和频域复用，实现可扩展的读出，同时减少整体芯片的足迹。这种模块化架构探讨了使用工业CMOS技术实现集成量子和经典电子学的大规模硅量子计算机的限制。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Circuit QED flip-flop memory with all-microwave switching
我们提出了一个理论上的建议，微波驱动电路组成的超导谐振器和量子比特，表现出一个稳定的行为，我们提出了一个简单的机制，允许单光子或少光子微波脉冲作为设置和重置信号，切换电路之间的稳定模式。由此产生的系统构成了一个超低能量的设置复位触发器，我们表明，它的记忆寿命远远超过存储在其任何单独的组件的状态的寿命。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Rapid microwave-only characterization and readout of quantum dots using multiplexed gigahertz-frequency resonators
超导谐振器能够快速表征和读出介观量子器件。因此，找到仅使用谐振器在这样的设备上执行感兴趣的测量的方法具有很大的实际意义。我们报道了一个InAs纳米线多量子点器件的实验研究，通过探测GHz谐振器连接到设备。首先，我们展示了准确提取的直流电导测量的高频导纳。因为我们的技术不依赖于DC校准，所以它可能会减少半导体量子位器件中对DC测量的需求。其次，我们展示了多路复用栅极传感和微秒时间尺度上的电荷隧穿检测。色散谐振器位移的GHz检测允许快速获取电荷稳定性图，以及在一微秒内以高达15的信噪比解析器件中的电荷隧穿。我们的测量结果表明，GHz频率的谐振器可以作为一个通用的工具，快速调谐和高保真读出的半导体量子比特。
2021-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Fidelity Readout in Circuit Quantum Electrodynamics Using the Jaynes-Cummings Nonlinearity
我们展示了一个量子位读出方案，利用耦合到transmon量子位的超导腔的Jaynes-Cummings非线性。我们发现，在这个系统的强驱动的色散制度，有一个高传输的“亮”状态的临界功率敏感地依赖于初始量子比特状态的意外发病。利用这种效应的简单而强大的测量协议使用传统的样品设计和实验设置实现了87%的单次保真度，并且至少61%的保真度与三个量子位的联合相关性。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Niobium Quantum Interference Microwave Circuits with Monolithic Three-Dimensional (3D) Nanobridge Junctions
本文提出在铌微波谐振器中单片集成三维纳米桥超导量子干涉器件，通过氖离子束铣削实现，获得与铝器件相当的非线性性能且工作参数范围更大，为混合量子系统应用奠定基础。
2023-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent control of microwave pulse storage in superconducting circuits
用于量子存储器的相干脉冲控制在光域中是可行的，但在微波量子线路中是新生的。我们展示了如何通过利用和扩展超导量子线路中现有的电磁感应透明技术，在超导电路中实现相干存储和按需脉冲恢复。我们的方案采用了一个线性阵列的超导人工原子耦合到微波传输线。
2012-12-20 quant-ph
Nuclear spin readout in a cavity-coupled hybrid quantum dot-donor system
核自旋显示出长的相干时间并且与环境良好隔离，这些特性使它们在量子信息应用中具有前景。在这里，我们提出了一种通过探测微波谐振器的透射率来读出核自旋的方法。研究了硅量子点-施主器件中的单电子在均匀磁场和横向磁场梯度作用下与微波谐振腔的电偶极耦合作用。在我们的方案中，电子自旋通过超精细相互作用与$^{31}\mathrm{P}$缺陷核自旋相互作用。我们从理论上研究了P核自旋态对微波在腔中传输的影响，并表明用目前最先进的器件读出核自旋是可行的。此外，我们确定了最佳的读出点与强信号对比度，以促进核自旋读出的实验实施。此外，我们研究了实现核自旋量子比特和腔光子之间的相干激发交换的潜力。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Amplitude-Multiplexed readout of single photon detectors based on superconducting nanowires
实现大规模的光子电路用于电信波段的量子光学实验，需要越来越多的集成探测器。超导纳米线单光子探测器（SNSPD）可以方便地集成在芯片上，并且可以有效地探测波导内传播的光。由于读出电子器件的热影响，低温恒温器的热预算限制了可以集成在同一芯片上的元件的最大数量。在本文中，我们提出并实现了一种新的方案，能够有效地读取几个SNSPD只有一个读出端口，使光子电路的实现具有大量的模式。
2018-11-29 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Surviving readout errors and incomplete postselection in monitored quantum circuits
Tampere University（坦佩雷大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）；Aalto University（阿尔托大学）
该研究针对受监控量子电路的读出误差与不完备后选择问题，聚焦U(1)对称电路，发现电荷锐化相变在有限误差率下仍存在，提出涨落分解方法以定位相变，为噪声环境下的量子相变研究提供实验可行途径。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Vector magnetometry using cavity-enhanced microwave readout in nitrogen-vacancy diamond
本研究提出耦合微波腔的金刚石NV中心矢量磁测量方案，通过腔增强微波读出实现高对比度自旋检测，获得了高灵敏度、宽响应带宽的4π球面度矢量磁场传感性能。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.atom-ph
Mid-circuit ground-state cooling and ancilla readout in the $\textit{omg}$ architecture
University of Oregon（俄勒冈大学）
该研究在omg架构中实现了电路中间的基态冷却与辅助量子比特读出，为囚禁离子容错量子计算机提供了关键基础操作。
2026-08-14 quant-ph
Microwave readout of Majorana qubits
马约拉纳量子比特提供了一种很有前途的方式来存储和操纵量子信息，通过编码到马约拉纳零模式的状态。由于信息存储在系统的拓扑性质中，局部噪声不会导致退相干。通过编织零模式来实现信息的操纵。然而，由于信息隐藏得很好，因此本质上很难获得，因此测量是具有挑战性的。在这里，我们讨论了一个设置测量状态的马约拉纳量子比特采用微波工程的标准工具。我们采用的基本物理效应是这样一个事实，即电压偏置的约瑟夫森结托管马约拉纳费米子允许光子发射和吸收的约瑟夫森频率的一半。我们表明，在色散制度，我们的设置允许我们进行量子非爆破测量，并达到量子极限。我们的设置的一个吸引人的特点是，马约拉纳量子位与测量设备的相互作用可以通过改变结的直流偏置来随意打开和关闭。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocity in microwave optomechanical circuits
非互易装置，如隔离器和循环器是必要的，以保护敏感设备免受不必要的噪音。最近，提出了各种替代方案来取代基于铁氧体的商业技术，其动机是与微波超导量子线路集成。在这里，我们回顾了微波光机械电路实现的隔离器，并提出了一个回转器为基础的图片，发展在这些系统中的非互易性的起源的直觉。这种非互易的光机械方案显示出希望，因为它们可以扩展到循环器和定向放大器，在增加的噪声方面具有达到量子极限的前景。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Counting statistics of microwave photons in circuit QED
在用于量子计算的超导电路架构中，微波谐振器通常用于将量子位与电磁环境隔离并促进量子位状态读出。我们分析了完整的计数统计的光子从这样的驱动读出谐振器中发出的色散近似和超越。我们计算了两个量子比特态的发射光子分布之间的重叠，并探索了最小化的策略，目的是提高强度敏感读出技术的保真度。在色散近似和可忽略的量子位弛豫下，两种分布都是泊松分布，它们之间的重叠可以很容易地变得任意小。非色散项的哈密顿量产生压缩和Purcell衰减与后者的效果给两个分布之间的重叠的主要贡献。
2020-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Improved microwave SQUID multiplexer readout using a kinetic-inductance traveling-wave parametric amplifier
本文在微波 SQUID 多路复用器读出链路中引入 KITWPA，显著降低磁通噪声，并通过 TES 微量热计实验验证了灵敏度与带宽利用的提升。
2023-03-07 astro-ph.IM quant-ph
Single-step phase-engineered pulse for active readout cavity reset with a known qubit state
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子科技创新中心）；Suzhou Institute for Advanced Research, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学苏州高等研究院）
提出一种硬件高效、与量子比特状态相关的单步相位工程（SSPE）脉冲方案，通过附加幅度和相位定制的重置段实现读出腔快速无过冲清空，其重置速率受限于测量链模拟带宽，且不引入额外非QND测量误差。
2026-10-22 quant-ph
Improved qubit bifurcation readout in the straddling regime of circuit QED
我们研究了利用非线性谐振器测量多能级超导量子比特的分叉，谐振器的频率位于两个量子比特跃迁频率之间。我们发现，高保真度的分叉测量是可能的，因为增强的量子比特状态依赖的拉的谐振器频率，量子比特诱导的非线性的行为和减少的Purcell衰减率的量子比特，可以在这个制度中实现。数值模拟发现，当在跨越机制中操作时，量子比特读出保真度提高了三倍，而不是在跨越机制之外。高保真度测量可以在比当前典型实验实现小得多的量子位-谐振器耦合下获得，从而减少光谱拥挤并潜在地简化多量子位器件的实现。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parameterized Quantum Circuits as Feature Maps: Representation Quality and Readout Effects in Multispectral Land-Cover Classification
Department of Informatics and Telecommunications（信息与电信系）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国家与卡多斯蒂里亚大学）；Eulambia Advanced Technologies Ltd（欧利亚姆巴先进技术有限公司）
本文研究了用于多光谱卫星图像土地覆盖分类的变分量子分类器，从特征映射角度探讨了量子电路定义的非线性数据嵌入与读出策略的交互作用，发现量子特征映射在核决策框架中可显著提升性能。
2026-07-27 cs.LG quant-ph
Design of Qubit Readout Circuit for Purcell-Rate Suppression by Two-Path Interference
Ankara Yildirim Beyazit University（安卡拉耶尔德勒姆·贝亚济特大学）；Iranian Quantum Technologies Research Center (IQTEC)（伊朗量子技术研究中心）；K.N. Toosi University of Technology（K.N.图西理工大学）；Kharazmi University（哈拉兹米大学）
本文提出一种量子比特先耦合滤波谐振器再耦合读出谐振器的新型读出电路，通过调节谐振器-滤波器耦合强度精确控制 Purcell 衰减率和 ac Stark 因子，在提高量子比特状态可区分性的同时保持输出信号的非经典性。
2026-09-29 quant-ph
Computational modeling of decay and hybridization in superconducting circuits
我们提出了一个框架，集成了经典的微波分析与电路量化的超导电路建模。我们的框架，使超导电路的有损本征模的计算，我们通过分析多路复用，珀塞尔过滤transmon读出架构相关的几个电路演示的方法。我们表明，由我们的方法得到的transmon弛豫时间同意建立近似$T_1 \approx C/\text{Re}[Y(iω_q)]$远离环境共振，并不消失的共振。我们还表明，在读出电路中的模式的杂交是非常敏感的Purcell滤波器的带宽。
2019-03-21 quant-ph
Quantum theory of a bandpass Purcell filter for qubit readout
超导transmon和Xmon量子比特的读出保真度部分地受到通过谐振器进入传输线的量子比特能量弛豫的限制，这也被称为珀塞尔效应。抑制这种能量弛豫的一种方法是采用滤波器，该滤波器阻止量子比特频率下的微波传播。本文对E.杰弗里\textit{et al} [物理学]修订版本\ Lett. 112，190504（2014）]。对于典型的实验参数，带通滤波器抑制量子比特弛豫速率高达两个数量级，同时保持相同的测量速率。我们还表明，在微波驱动的存在下，量子比特的弛豫率进一步降低，随着驱动强度的增加。
2015-07-22 quant-ph
Entanglement concentration and purification of two-mode squeezed microwave photons in circuit QED
提出了一种在电路量子电动力学（QED）中实现双模压缩微波光子纠缠浓缩和纯化的理论方案。首先，我们描述了电路QED中两个谐振腔之间的交叉克尔效应。然后利用交叉克尔介质设计了微波光子数的有效量子非破坏（QND）测量。利用QND测量，量子通信双方可以实现非局域双模压缩微波光子的纠缠集中和纯化。我们讨论了我们的方案的可行性，给出了详细的参数，可以实现与目前的实验技术。我们的工作对连续变量微波量子信息处理的实际应用有一定的促进作用。
2018-03-01 quant-ph
A Boundary Condition Perspective on Circuit QED Dispersive Readout
University of Oxford（牛津大学）
本文从边界条件角度探讨电路量子电动力学色散读取，通过从原理推导揭示色散位移和真空Rabi分裂的物理机制，并提出通过抑制线性色散项实现宇称-only测量的方法。
2025-12-30 quant-ph
