Effektiv temperatur hos transmonkvantbitar - En jämförelse av mätmetoder och kryostatuppställningar
Publicerad
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Program
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Detta kandidatarbete syftar till att bidra till forskningen om den effektiva temperaturen,
Teff, hos transmon-kvantbitar och dess koppling till kryostatkonfigurationer. Vi har jämfört
och utsett den bästa av tre mätmetoder för bestämning av den effektiva temperaturen
hos transmon-kvantbitar genom litteraturstudier och experimentell implementering i en
kryostatuppställning i lågtemperaturgränsen. Vidare har vi implementerat den utsedda
mätmetoden i fyra olika kryostatuppställningar för att dra slutsatser om vilka specifika
kryostatkomponenter som orsakar en högre effektiv temperatur hos transmon-kvantbitar.
Genom litteraturstudier identifierades tre mätmetoder; single-shot-metoden, Rabipopulationsmetoden
och korrelationsmetoden. För vidare jämförelse implementerades
dessa metoder i en kryostatuppställning. Utifrån resultaten utsågs single-shot-metoden
som den bästa metoden på basis av följande jämförelsekriterier; den effektiva temperaturen,
Teff, och dess osäkerhet, δTeff, R2-måttet för alla gjorda kurvanpassningar, samt
metodspecifika prestandaparametrar. Nackdelen med både Rabi-populationsmetoden och
korrelationsmetoden var brusiga mätningar som gav upphov till opålitliga resultat medan
fördelen med single-shot-metoden var att den trots osäkerhet gav pålitliga resultat.
Single-shot-metoden tillämpades i fyra olika kryostatuppställningar med samma temperatur.
Resultaten påvisade att potentiella fördelar var avsaknaden av en kvantbegränsad
förstärkare och en dämpning på 80 dB på ingångsledningen medan potentiella nackdelar
var otillräcklig filtrering i kryostaternas lägsta kammare, för låg dämpning på ingångsledningen
(60 dB), förekomsten av en kvantbegränsad förstärkare och avsaknaden
av en isolator i kryostaternas näst lägsta kammare.
I framtida arbeten föreslår vi att man implementerar Rabi-populationsmetoden och
korrelationsmetoden med fler iterationer för att undersöka om det undertrycker bruset
i mätningarna. Vi rekommenderar även att mätmetoderna implementeras i flera olika
kryostatuppställningar för att göra en mer omfattande jämförelse. För en mer systematisk
och pålitlig kryostatkomponentjämförelse anser vi att mätningar borde göras i en kryostat
där enskilda komponenter byts ut.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Transmon-kvantbit, effektiv temperatur, termisk population, single-shotmetoden, Rabi-populationsmetoden, korrelationsmetoden, kryostat, dämpare, filter, förstärkare