Il decadimento delle ancille abbinate a $χ$, stimolato da fotoni, provoca bit flip non segnalati nei codici bosonici

Abstract degli autori

I codici bosonici spesso leggono la sindrome con un’ancilla transmon i cui livelli computazionali $g$ e $f$ hanno la stessa parità e shift dispersivi accordati: un decadimento $f\to e$ viene quindi segnalato e lascia intatto il codice, mentre il passaggio diretto $f\to g$ è vietato dalla parità. Mostriamo che i fotoni del codice rendono possibile questo decadimento al primo ordine nel tasso di decadimento dell’ancilla. Il dressing dovuto al modo del codice permette al rumore di carica che limita il $T_1$ dell’ancilla di indurre un decadimento Raman stimolato da fotoni $|f,n\rangle\to|g,n+1\rangle$, a un tasso pari a $(n+1)(χ_{ge}/2g_{01})^2$ volte il tasso $f\to e$, per uno spettro di rumore regolare. Quando l’accordo è determinato dal detuning, il decadimento costa $\approxΓ_{fe}/α$ per gate e per fotone, indipendentemente dall’intensità dell’accoppiamento; un disaccordo deliberato o un accordo ottenuto tramite un drive riducono questo costo, e un’ancilla qubit non presenta questo canale. Il decadimento reso possibile non viene segnalato e inverte il bit di un cat con probabilità $\approx 1/2$; essendo al primo ordine, prevale sul decadimento doppio di secondo ordine $f\to e\to g$ man mano che l’ancilla migliora. In un modello microscopico del codice cat a ripetizione Ocelot, fa crescere linearmente con la dimensione del cat il limite inferiore del tasso di bit flip dei gate, di un fattore 1.2-1.7 passando da quattro a dieci fotoni, il che limiterebbe il bias del rumore a $\sim 10^3$. I dati pubblicati sui gate si fermano a quattro fotoni e non verificano ancora questa crescita.