Berapa lama qubit bertahan dengan kesetiaan 0,9999?

Saya cukup tertarik dengan catatan waktu bahwa qubit telah selamat.

physical-qubit experiment fidelity

— Daniel Tordera
sumber

Saya kira itu yang saya sebutkan dalam jawaban ini , dari waktu dekoherensi Anda harus dapat menghitung waktu sampai kesetiaan turun di bawah beberapa nilai

— M. Stern

Jumlahnya tampak agak arbitrer. Mengapa tidak 0,999 atau 0,99999?

— Kadal diskrit

Dari Gambar 4b dalam Zhong et al Nature 2015 yang ditautkan di atas, tampaknya (a) ya, seperti yang disarankan oleh @ M.Stern, jumlahnya dapat diperkirakan (apakah kurang dari 1 detik?) Tetapi (b) sebenarnya tidak diukur secara eksperimental, sejauh yang kami tahu itu bisa kapan saja antara mendekati nol hingga 10 menit, tergantung pada detail dinamika putaran.

— agaitaarino

Apakah maksud Anda waktu terlama bahwa qubit 'ingatan' telah bertahan (yaitu duduk di sana, tidak benar-benar melakukan apa-apa) atau waktu terlama qubit 'komputasi' bertahan (yaitu gubuk yang aktif menjalankan gerbangnya)?

— Mithrandir24601

Jawaban:

Nah, untuk waktu koherensi terpanjang yang pernah ada, saya menemukan Sains ini dari tahun 2013 berjudul Penyimpanan Bit Kuantum Kamar-Suhu Melebihi 39 Menit Menggunakan Donor Terionisasi di Silicon-28 , yang menunjukkan qubit yang bertahan selama lebih dari 39 menit; ini, bagaimanapun, hanya memiliki tingkat kesetiaan 81%. (Ini untuk qubit yang digunakan dalam perhitungan, bukan penyimpanan memori. Untuk penyimpanan memori, lihat tautan M. Stern.)

Tapi Anda mencari qubit dengan tingkat kesetiaan yang tinggi. Dalam hal itu, saya menemukan Nature Nanotechnology dari 2014 berjudul Menyimpan informasi kuantum selama 30 detik dalam perangkat nanoelectronic ( tautan alternatif ke arXiv ) yang koheren selama 30 detik - tetapi memiliki tingkat kesetiaan yang lebih besar dari 99,99%, yang persis sama dengan apa yang Anda sedang mencari. Sebagian besar makalah lain yang saya temukan dengan tingkat kesetiaan 99,99% atau mengukur waktu koherensi yang lebih besar dalam nano atau mikrodetik.

Saya akan terus mencari.

— heather
sumber

Terima kasih banyak atas jawabannya! Memang makalah kedua ini mencakup persis apa yang saya butuhkan dan itu cukup mengesankan!

— Daniel Tordera

Sayangnya jawaban ini salah untuk kesetiaan makalah 2013, dan makalah 2014. 81% untuk makalah pertama rendah karena mereka hanya berusaha menunjukkan bahwa mereka dapat mengganggu sistem dan mempertahankan koherensi (mereka berhasil hingga 81%). Makalah kedua mempertahankan 0,9999 fidelity hanya 0,000 detik !!! (lihat Gambar S2c dalam suplemen). Seperti yang diakui penulis (lihat komentar terakhir saya untuk jawaban saya), "Meskipun catatan waktu koherensi dibahas di atas, hasil kami tidak cocok dengan yang diperoleh dalam ansambel massal [6-8]". Referensi 8 adalah makalah 2013, di mana ia bertahan jauh lebih lama.

— user1271772

Saya tidak yakin mengapa saya tidak dapat mengedit komentar, tetapi 0,000 detik seharusnya mengatakan 0,0002 detik. Juga kesetiaan untuk percobaan pertama lebih tinggi dari 81% untuk kasus di mana mereka tidak mencoba mengganggu sistem. Lihat jawaban saya.

— user1271772

Saya pikir Anda tidak dapat mengedit komentar @ user1271772 setelah beberapa periode waktu yang tetap.

— Tejas Shetty

Jawaban: Fidelity of 0,9999 pada 1,08 detik pada 2013: http://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

$T_2$

Bagaimana dengan 81% yang disebutkan Heather? : Kesetiaan 81% yang Heather kutip, sebenarnya merujuk pada sesuatu yang lain. Dalam makalah yang sama mereka ingin menunjukkan bahwa mereka dapat mengubah suhu sampel sambil tetap mempertahankan putaran dalam superposisi yang koheren. Sampel ditingkatkan suhu dari 4.2K ke 300K secara bertahap selama 6 menit, ditahan di sana selama 2 menit, kemudian dikurangi kembali menjadi 4.2K secara bertahap selama 4 menit. Setelah melakukan semua itu, berputar mengesankan mempertahankan kesetiaan 81% sehubungan dengan keadaan awal.

$T_2$

$T_2$ $^{31}$ $^+$ $T_2$

— pengguna1271772
sumber

Perhatikan, bagaimanapun, perbedaan mendasar antara mengkarakterisasi peluruhan dengan fungsi eksponensial (mono) dengan T2 (dan inerpolasi dari fungsi itu) dan secara eksperimental memperoleh datapoint bernilai 0,9999 fidelity.

— agaitaarino

@agaitaarino: Di mana dalam makalah 2014 yang mereka katakan bahwa mereka memperoleh satu titik data dengan kesetiaan 0,9999 setelah 30 detik? Mereka memperoleh kesetiaan mereka dari data Osilasi Rabi pada Gambar S2 dari Suplemen, di mana banyak dan banyak poin digunakan untuk masing-masing kesetiaan.

— user1271772

@agaitaarino 0,9999 yang Anda maksud berasal dari Angka S2b dan S2c dalam Suplemen, yang paling banyak mencapai 0,0002 detik, bukan 30 detik! Kami tidak tahu apa kesetiaan ini pada 30 detik (atau 180 menit), karena alasan yang tepat yang Anda sebutkan: menyesuaikan kurva dan memperkirakan lebih dari 6 urutan besarnya dipertanyakan. Jika Anda ingin membandingkan makalah ini dengan yang saya sebutkan, lihat ringkasan T2 kali pada Gambar S1 suplemen. Tak satu pun dari ini mendekati T2 dari 180 menit di koran 2013. Sayangnya mereka hanya mencapai 0,9999 fidelity untuk 0,0002s

— user1271772

@agaitaarino: Jika Anda ingin mengetahui jumlah waktu koherensi bertahan dengan kesetiaan 0,9999 di kertas saya, itu adalah 1,08 detik, yang merupakan 4 kali lipat lebih besar dari apa pun di kertas 2014, yang paling banyak 0,0002 detik.

— user1271772

@agaitaarino: Makalah 2014 mengakui bahwa mereka tidak mencapai waktu koherensi yang dicapai dalam makalah 2013, dan sangat berhati-hati untuk mengatakan bahwa mereka hanya menetapkan rekor untuk putaran TUNGGAL dalam keadaan solid. "Meskipun catatan waktu koherensi dibahas di atas, hasil kami tidak cocok dengan yang diperoleh dalam ansambel massal [6-8]" Referensi 8 adalah makalah 2013. "Ini saat ini merupakan catatan koherensi untuk sembarang qubit tunggal dalam kondisi solid." Perhatikan mereka mengatakan "single" qubit dan "solid state". "yang mencapai sini rekor baru untuk qubit tunggal solid-state dengan T2> 30 dt dalam putaran 31P +" Perhatikan bahwa 30-an adalah T2 !!

— user1271772