物理：量子フィードバックを用いた超伝導キュービットにおけるラビ振動の安定化

測定という行為は、取りうる状態の重ね合わせ状態から確率的に単一の出力へ射影することにより、量子と古典の世界の橋渡しをする。この「瞬間的」な過程の時間スケールは、弱測定を使って、終状態に徐々に向かうランダムウォークの形をとるようにすると、引き伸ばすことができる。特に、中間の測定記録が十分存在するため、フィードバックを用いて、その量子状態を連続的に追跡し、操縦できる。今回我々は、固体系すなわちマイクロ波共振器と結合した超伝導量子ビット（キュービット）において、量子フィードバック制御を実現している。キュービットの弱測定は、平均光子数を１以下に保ったマイクロ波光子により共振器をプローブすることで実現されている。次に、これら光子は、高い忠実度で共振器の状態(したがって光子の状態)を実時間モニターできる、広帯域量子雑音限界の増幅器に入力される。我々は、ラビ振動の減衰を抑制し、振動がいつまでも続くようにして、量子フィードバック制御を実証した。この手法により、デコヒーレンスの能動的な抑制や、弱い連続測定に基づく量子誤り訂正の手法が可能となる。そのほかの応用には、量子状態の安定化、測定を使ったエンタングルメントの生成、量子状態の純粋化、適応測定がある。

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