量子比特态的测量是量子计算机的关键基本操作。在毫开尔文温度时，使用参量放大器，可以实现超导量子比特的高保真单次读出。然而，由于实际尺寸和功率的限制，将参量放大器缩放到数百个量子位以上，是极具挑战性的。相反，纳米流量计Nanobolometers可提供适合量子位读出的可扩展性、灵敏度和速度。

近日，荷兰 阿尔托大学（Aalto University）András M. Gunyhó，Mikko Möttönen等，在Nature Electronics上发文，报道了测辐射热计bolometer，可提供单次量子位读出，读出持续时间为13.9μs，单次保真度为0.618。

保真度主要受制于量子位的能量弛豫时间（28μs），在消除弛豫引起的误差后，保真度为0.927。通过改进芯片设计和实验设置，以及改变测辐射热计吸收体材料，以将读出时间减少到数百纳秒及以下的水平，可实现更高保真度的单次读出。

Single-shot readout of a superconducting qubit using a thermal detector.

基于热探测器，超导量子比特的单次读出

图1:实验装置。

图2:表征实验。

图3:单次读出。

文献链接

Gunyhó, A.M., Kundu, S., Ma, J. et al. Single-shot readout of a superconducting qubit using a thermal detector. Nat Electron (2024).

https://doi.org/10.1038/s41928-024-01147-7

https://www.nature.com/articles/s41928-024-01147-7

本文译自Nature。

来源：今日新材料

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