Improving quantum gate fidelities by using a qubit to measure microwave pulse distortions

Physical Review Letters

Volumn 110, Issue 4, 2013, Pages

  Gustavsson, Simon ^a   Zwier, Olger ^a,b   Bylander, Jonas ^a   Yan, Fei ^a   Yoshihara, Fumiki ^c   Nakamura, Yasunobu ^c,d   Orlando, Terry P ^a   Oliver, William D ^a,e  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF GRONINGEN   (Netherlands)

^c INST OF PHYS AND CHEMICAL RESEARCH   (Japan)

^d UNIVERSITY OF TOKYO   (Japan)

^e MIT LINCOLN LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AVERAGE ERRORS; MICROWAVE PULSE; PULSE PERIOD; QUANTUM GATES; QUBIT STATE; ROTATION AXIS; SINGLE-QUBIT GATES; SUPERCONDUCTING QUBITS;

QUANTUM ELECTRONICS; SIGNAL DISTORTION;

QUANTUM COMPUTERS;

EID: 84873023612     PISSN: 00319007     EISSN: 10797114     Source Type: Journal    
DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.040502     Document Type: Article

References (26)

1. M. J. Bremner, C. M. Dawson, J. L. Dodd, A. Gilchrist, A. W. Harrow, D. Mortimer, M. A. Nielsen, and T. J. Osborne, Phys. Rev. Lett. 89, 247902 (2002). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.89.247902
2. E. Lucero, M. Hofheinz, M. Ansmann, R. C. Bialczak, N. Katz, M. Neeley, A. D. O'Connell, H. Wang, A. N. Cleland, and J. M. Martinis, Phys. Rev. Lett. 100, 247001 (2008). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.100.247001
3. J. M. Chow, J. M. Gambetta, L. Tornberg, J. Koch, L. S. Bishop, A. A. Houck, B. R. Johnson, L. Frunzio, S. M. Girvin, and R. J. Schoelkopf, Phys. Rev. Lett. 102, 090502 (2009). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.102.090502
4. J. M. Chow, L. DiCarlo, J. M. Gambetta, F. Motzoi, L. Frunzio, S. M. Girvin, and R. J. Schoelkopf, Phys. Rev. A 82, 040305 (2010). PLRAAN 1050-2947 10.1103/PhysRevA.82.040305
5. A. J. Kerman and W. D. Oliver, Phys. Rev. Lett. 101, 070501 (2008). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.101.070501
6. R. C. Bialczak, M. Ansmann, M. Hofheinz, E. Lucero, M. Neeley, A. D. O'Connell, D. Sank, H. Wang, J. Wenner, M. Steffen, A. N. Cleland, and J. M. Martinis, Nat. Phys. 6, 409 (2010). NPAHAX 1745-2473 10.1038/nphys1639
7. 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). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.107.080502
8. A. Dewes, F. R. Ong, V. Schmitt, R. Lauro, N. Boulant, P. Bertet, D. Vion, and D. Esteve, Phys. Rev. Lett. 108, 057002 (2012). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.108.057002
9. S. Gustavsson, F. Yan, J. Bylander, F. Yoshihara, Y. Nakamura, T. P. Orlando, and W. D. Oliver, Phys. Rev. Lett. 109, 010502 (2012). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.109.010502
10. L. Steffen, M. P. da Silva, A. Fedorov, M. Baur, and A. Wallraff, Phys. Rev. Lett. 108, 260506 (2012). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.108.260506
11. J. M. Chow, J. M. Gambetta, A. D. Córcoles, S. T. Merkel, J. A. Smolin, C. Rigetti, S. Poletto, G. A. Keefe, M. B. Rothwell, J. R. Rozen, M. B. Ketchen, and M. Steffen, Phys. Rev. Lett. 109, 060501 (2012). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.109.060501
12. E. Knill, Nature (London) 434, 39 (2005). NATUAS 0028-0836 10.1038/nature03350
13. D. P. DiVincenzo, Phys. Scr. T137, 014020 (2009). PHSTBO 0031-8949 10.1088/0031-8949/2009/T137/014020
14. J. Bylander, M. S. Rudner, A. V. Shytov, S. O. Valenzuela, D. M. Berns, K. K. Berggren, L. S. Levitov, and W. D. Oliver, Phys. Rev. B 80, 220506 (2009). PRBMDO 1098-0121 10.1103/PhysRevB.80.220506
15. E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Jost, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008). PLRAAN 1050-2947 10.1103/PhysRevA.77.012307
16. J. Mooij, T. Orlando, L. Levitov, L. Tian, C. H. van der Wal, and S. Lloyd, Science 285, 1036 (1999). SCIEAS 0036-8075 10.1126/science.285.5430.1036
17. J. Bylander, S. Gustavsson, F. Yan, F. Yoshihara, K. Harrabi, G. Fitch, D. G. Cory, Y. Nakamura, J. S. Tsai, and W. D. Oliver, Nat. Phys. 7, 565 (2011). NPAHAX 1745-2473 10.1038/nphys1994
18. I. Chiorescu, Y. Nakamura, C. J. P. M. Harmans, and J. E. Mooij, Science 299, 1869 (2003). SCIEAS 0036-8075 10.1126/science.1081045
19. M. Hofheinz, H. Wang, M. Ansmann, R. C. Bialczak, E. Lucero, M. Neeley, A. D. O'Connell, D. Sank, J. Wenner, J. M. Martinis, and A. N. Cleland, Nature (London) 459, 546 (2009). NATUAS 0028-0836 10.1038/nature08005
20. B. R. Johnson, Ph.D. thesis, Yale University, 2011.
21. See Supplemental Material at http://link.aps.org/supplemental/10.1103/ PhysRevLett.110.040502 for a description of instrument imperfections and numerical predistorion techniques.
22. M. Steffen, M. Ansmann, R. McDermott, N. Katz, R. C. Bialczak, E. Lucero, M. Neeley, E. M. Weig, A. N. Cleland, and J. M. Martinis, Phys. Rev. Lett. 97, 050502 (2006). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.97.050502
23. R. Raussendorf and J. Harrington, Phys. Rev. Lett. 98, 190504 (2007). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.98.190504
24. S. Gustavsson, Phys. Rev. Lett. 108, 170503 (2012). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.108.170503
25. 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). PRLTAO 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.107.240501
26. C. Rigetti, J. M. Gambetta, S. Poletto, B. L. T. Plourde, J. M. Chow, A. D. Córcoles, J. A. Smolin, S. T. Merkel, J. R. Rozen, G. A. Keefe, M. B. Rothwell, M. B. Ketchen, and M. Steffen, Phys. Rev. B 86, 100506 (2012). PRBMDO 1098-0121 10.1103/PhysRevB.86.100506