The ability to perform fast, high-fidelity readout of quantum bits (qubits) is essential to the goal of building a quantum computer. However, coupling a fast measurement channel to a superconducting qubit typically also speeds up its relaxation via spontaneous emission. Here, we use impedance engineering to design a filter by which photons may easily leave the resonator at the cavity frequency but not at the qubit frequency. We implement this broadband filter in both an on-chip and off-chip configuration.
References
1.
D.
Ristè
, S.
Poletto
, M.-Z.
Huang
, A.
Bruno
, V.
Vesterinen
, O.-P.
Saira
, and L.
DiCarlo
, Nat. Commun.
6
, 6983
(2015
).2.
J.
Kelly
, R.
Barends
, A. G.
Fowler
, A.
Megrant
, E.
Jeffrey
, T. C.
White
, D.
Sank
, J. Y.
Mutus
, B.
Campbell
, Y.
Chen
, Z.
Chen
, B.
Chiaro
, A.
Dunsworth
, I.-C.
Hoi
, C.
Neill
, P. J. J.
OMalley
, C.
Quintana
, P.
Roushan
, A.
Vainsencher
, J.
Wenner
, A. N.
Cleland
, and J. M.
Martinis
, Nature
519
, 66
(2015
).3.
A. D.
Córcoles
, E.
Magesan
, S. J.
Srinivasan
, A. W.
Cross
, M.
Steffen
, J. M.
Gambetta
, and J. M.
Chow
, Nat. Commun.
6
, 6979
(2015
).4.
U. L.
Heras
, A.
Mezzacapo
, L.
Lamata
, S.
Filipp
, A.
Wallraff
, and E.
Solano
, Phys. Rev. Lett.
112
, 200501
(2014
).5.
R.
Barends
, L.
Lamata
, J.
Kelly
, L.
García-Álvarez
, A. G.
Fowler
, A.
Megrant
, E.
Jeffrey
, T. C.
White
, D.
Sank
, J. Y.
Mutus
, B.
Campbell
, Y.
Chen
, Z.
Chen
, B.
Chiaro
, A.
Dunsworth
, I.-C.
Hoi
, C.
Neill
, P. J. J.
OMalley
, C.
Quintana
, P.
Roushan
, A.
Vainsencher
, J.
Wenner
, E.
Solano
, and J. M.
Martinis
, Nat. Commun.
6
, 7654
(2015
).6.
H.
Paik
, D. I.
Schuster
, L. S.
Bishop
, G.
Kirchmair
, G.
Catelani
, A. P.
Sears
, B. R.
Johnson
, M. J.
Reagor
, L.
Frunzio
, L. I.
Glazman
, S. M.
Girvin
, M. H.
Devoret
, and R. J.
Schoelkopf
, Phys. Rev. Lett.
107
, 240501
(2011
).7.
J. B.
Chang
, M. R.
Vissers
, A. D.
Córcoles
, M.
Sandberg
, J.
Gao
, D. W.
Abraham
, J. M.
Chow
, J. M.
Gambetta
, M.
Beth Rothwell
, G. A.
Keefe
, M.
Steffen
, and D. P.
Pappas
, Appl. Phys. Lett.
103
, 012602
(2013
).8.
J. M.
Chow
, A. D.
Córcoles
, J. M.
Gambetta
, C.
Rigetti
, B. R.
Johnson
, J. A.
Smolin
, J. R.
Rozen
, G. A.
Keefe
, M. B.
Rothwell
, M. B.
Ketchen
, and M.
Steffen
, Phys. Rev. Lett.
107
, 080502
(2011
).9.
R.
Barends
, J.
Kelly
, A.
Megrant
, A.
Veitia
, D.
Sank
, E.
Jeffrey
, T. C.
White
, J.
Mutus
, A. G.
Fowler
, B.
Campbell
, Y.
Chen
, Z.
Chen
, B.
Chiaro
, A.
Dunsworth
, C.
Neill
, P. J. J.
OMalley
, P.
Roushan
, A.
Vainsencher
, J.
Wenner
, A. N.
Korotkov
, A. N.
Cleland
, and J. M.
Martinis
, Nature
508
, 500
(2014
).10.
I.
Siddiqi
, R.
Vijay
, F.
Pierre
, C. M.
Wilson
, M.
Metcalfe
, C.
Rigetti
, L.
Frunzio
, and M. H.
Devoret
, Phys. Rev. Lett.
93
, 207002
(2004
).11.
D.
Ristè
, J. G.
van Leeuwen
, H.-S.
Ku
, K. W.
Lehnert
, and L.
DiCarlo
, Phys. Rev. Lett.
109
, 050507
(2012
).12.
Y.
Liu
, S. J.
Srinivasan
, D.
Hover
, S.
Zhu
, R.
McDermott
, and A. A.
Houck
, New J. Phys.
16
, 113008
(2014
).13.
J. M.
Chow
, J. M.
Gambetta
, E.
Magesan
, D. W.
Abraham
, A. W.
Cross
, B. R.
Johnson
, N. A.
Masluk
, C. A.
Ryan
, J. A.
Smolin
, S. J.
Srinivasan
, and M.
Steffen
, Nat. Commun.
5
, 4015
(2014
).14.
A.
Blais
, R.-S.
Huang
, A.
Wallraff
, S. M.
Girvin
, and R. J.
Schoelkopf
, Phys. Rev. A
69
, 062320
(2004
).15.
A.
Wallraff
, D. I.
Schuster
, A.
Blais
, L.
Frunzio
, J.
Majer
, S.
Kumar
, S. M.
Girvin
, R. J.
Schoelkopf
, and R.-S.
Huang
, Nature
431
, 162
(2004
).16.
M. D.
Reed
, B. R.
Johnson
, A. A.
Houck
, L.
DiCarlo
, J. M.
Chow
, D. I.
Schuster
, L.
Frunzio
, and R. J.
Schoelkopf
, Appl. Phys. Lett.
96
, 203110
(2010
).17.
E.
Jeffrey
, D.
Sank
, J. Y.
Mutus
, T. C.
White
, J.
Kelly
, R.
Barends
, Y.
Chen
, Z.
Chen
, B.
Chiaro
, A.
Dunsworth
, A.
Megrant
, P. J. J.
OMalley
, C.
Neill
, P.
Roushan
, A.
Vainsencher
, J.
Wenner
, A. N.
Cleland
, and J. M.
Martinis
, Phys. Rev. Lett.
112
, 190504
(2014
).18.
N. T.
Bronn
, E.
Magesan
, N. A.
Masluk
, J. M.
Chow
, J. M.
Gambetta
, and M.
Steffen
, IEEE Trans. Appl. Supercond.
25
, 1
(2015
).19.
E. M.
Purcell
, Phys. Rev.
69
, 674
(1946
).20.
J.
Koch
, T. M.
Yu
, J.
Gambetta
, A. A.
Houck
, D. I.
Schuster
, J.
Majer
, A.
Blais
, M. H.
Devoret
, S. M.
Girvin
, and R. J.
Schoelkopf
, Phys. Rev. A
76
, 042319
(2007
).21.
Y.
Nakamura
, Y. A.
Pashkin
, and J. S.
Tsai
, Nature
398
, 786
(1999
).22.
A. A.
Houck
, J. A.
Schreier
, B. R.
Johnson
, J. M.
Chow
, J.
Koch
, J. M.
Gambetta
, D. I.
Schuster
, L.
Frunzio
, M. H.
Devoret
, S. M.
Girvin
, and R. J.
Schoelkopf
, Phys. Rev. Lett.
101
, 080502
(2008
).23.
E. A.
Sete
, J. M.
Martinis
, and A. N.
Korotkov
, Phys. Rev. A
92
, 012325
(2015
).24.
D. C.
McKay
, R.
Naik
, P.
Reinhold
, L. S.
Bishop
, and D. I.
Schuster
, Phys. Rev. Lett.
114
, 080501
(2015
).25.
J. M.
Chow
, S. J.
Srinivasan
, E.
Magesan
, A. D.
Córcoles
, D. W.
Abraham
, J. M.
Gambetta
, and M.
Steffen
, Proc. SPIE
9500
, 95001G
(2015
).26.
27.
S. J.
Srinivasan
, A. D.
Córcoles
, E.
Magesan
, N. T.
Bronn
, J.
Hertzberg
, J. M.
Gambetta
, M.
Steffen
, and J. M.
Chow
, Bull. Am. Phys. Soc.
60
(2015
) abstract BAPS.2015.MAR.J39.4 available at http://meetings.aps.org/link/BAPS.2015.MAR.J39.4.28.
J. I.
Colless
and D. J.
Reilly
, Rev. Sci. Instrum.
83
, 023902
(2012
).29.
FR408 FR-4 Epoxy Laminate and Prepreg System, Isola Group.
30.
Cryogenic Properties of Copper, Copper Development Association, Inc.
31.
A.
Kamal
, J.
Clarke
, and M. H.
Devoret
, Nat. Phys.
7
, 311
(2011
).32.
J.
Kerckhoff
, K.
Lalumière
, B. J.
Chapman
, A.
Blais
, and K.
Lehnert
, Phys. Rev. Appl.
4
, 034002
(2015
).33.
M. A.
Castellanos-Beltran
, K. D.
Irwin
, G. C.
Hilton
, L. R.
Vale
, and K. W.
Lehnert
, Nat. Phys.
4
, 929
(2008
).34.
N.
Bergeal
, F.
Schackert
, M.
Metcalfe
, R.
Vijay
, V. E.
Manucharyan
, L.
Frunzio
, D. E.
Prober
, R. J.
Schoelkopf
, S. M.
Girvin
, and M. H.
Devoret
, Nature
465
, 64
(2010
).35.
B.
Abdo
, F.
Schackert
, M.
Hatridge
, C.
Rigetti
, and M.
Devoret
, Appl. Phys. Lett.
99
, 162506
(2011
).36.
R.
Vijay
, D. H.
Slichter
, and I.
Siddiqi
, Phys. Rev. Lett.
106
, 110502
(2011
).37.
M.
Hatridge
, S.
Shankar
, M.
Mirrahimi
, F.
Schackert
, K.
Geerlings
, T.
Brecht
, K. M.
Sliwa
, B.
Abdo
, L.
Frunzio
, S. M.
Girvin
, R. J.
Schoelkopf
, and M. H.
Devoret
, Science
339
, 178
(2013
).38.
C.
Macklin
, K.
O'Brien
, D.
Hover
, M. E.
Schwartz
, V.
Bolkhovsky
, X.
Zhang
, W. D.
Oliver
, and I.
Siddiqi
, Science
350
, 307
(2015
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
