Какой самый длинный период выживания кубита с точностью 0,9999?

Я довольно заинтригован рекордным временем выживания кубита.

physical-qubit experiment fidelity

Я предполагаю, что это тот, который я упомянул в этом ответе , из времени декогеренции вы должны быть в состоянии вычислить время, пока точность не упадет ниже некоторого значения

— М. Штерн

Число кажется немного произвольным. Почему не 0,999 или 0,99999?

— Дискретная ящерица

Из рисунка 4b в журнале Zhong et al. Nature 2015, связанного выше, кажется, что (a) да, как предполагает @ M.Stern, это число можно оценить (примерно менее 1 секунды?), Но (b) это было на самом деле не измеряется экспериментально, насколько нам известно, это может быть любое время между произвольно близким к нулю и до 10 минут, в зависимости от деталей динамики спина.

— agaitaarino

Вы имеете в виду самое длинное время, в течение которого выжил кубит «памяти» (то есть сидел там, на самом деле ничего не делая) или самое длинное время, когда выжил «вычислительный» кубит (то есть тот, в котором активно выполняются ворота)?

— Mithrandir24601

Ответы:

Что ж, для самого длительного времени когерентности я нашел эту Науку из 2013 года под названием « Хранение квантовых битов при комнатной температуре, превышающей 39 минут с использованием ионизированных доноров в Силиконе-28» , которая указывает кубиты, которые длились более 39 минут; у них, однако, был только уровень верности 81%. (Это для кубитов, используемых в вычислениях, а не для хранения в памяти. Для хранения в памяти, см. Ссылку М. Стерна.)

Но вы ищете кубиты с высокой степенью достоверности. В этом случае я нашел Nature Nanotechnology от 2014 года, озаглавленный « Хранение квантовой информации в течение 30 секунд в наноэлектронном устройстве ( альтернативная ссылка на arXiv )», который был согласованным в течение 30 секунд, но имел уровень точности более 99,99%, что является именно тем, что вы ищем. Большинство других работ, которые я нахожу с верностью 99,99% или выше, измеряют время их когерентности в нано или микросекундах.

Я буду продолжать искать.

— вереск
источник

Большое спасибо за ответ! Действительно, эта вторая статья охватывает именно то, что мне было нужно, и это довольно впечатляюще!

— Даниэль Тордера

К сожалению, этот ответ неверен для точности как бумаги 2013 года, так и газеты 2014 года. 81% для первой статьи были низкими, потому что они просто пытались показать, что могут нарушить работу системы и поддерживать согласованность (они были успешными до 81%). Второй документ поддерживает точность 0,9999 всего за 0,000 секунд !!! (см. рис. S2c в приложении). Как признают авторы (см. Мой последний комментарий к моему ответу): «Несмотря на рекордные времена согласованности, рассмотренные выше, наши результаты не совпадают с результатами, полученными в массовых ансамблях [6–8]». Ссылка 8 - статья 2013 года, где она длится гораздо дольше.

— user1271772

Я не уверен, почему я не могу редактировать комментарии, но 0,000 секунд должны сказать 0,0002 секунды. Также верность для первого эксперимента выше, чем 81% для случая, когда они не пытаются нарушить систему. Смотри мой ответ.

— user1271772

Я думаю, что вы не можете редактировать комментарии @ user1271772 после некоторого фиксированного периода времени.

— Техас Шетти

Ответ: верность 0,9999 в 1,08 секунды в 2013 году: http://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

Более подробная информация : время составило 180 минут или 3 часа. $T_2$

Как насчет 81%, которые упоминала Хизер? Верность в 81%, которую цитирует Хизер, на самом деле имела в виду нечто иное. В той же статье они хотели показать, что они могут изменять температуру образца, сохраняя при этом спины в когерентной суперпозиции. Температура образца увеличивалась с 4,2 К до 300 К постепенно в течение 6 минут, выдерживалась там в течение 2 минут, затем постепенно снижалась до 4,2 К постепенно в течение 4 минут. После всего этого спины впечатляюще сохранили верность 81% по отношению к начальному состоянию.

Но тот 12-минутный эксперимент, в котором они хотели показать, что они могут поддерживать когерентность, даже когда они в основном нарушают тепловое равновесие образца, был намного меньше, чем 3 часа они измеряли в эксперименте, где когерентность сохранялась в течение 300 минут (5 часов). с постоянной температурой 1,2К. $T_2$

Как насчет бумаги 2014 года с точностью 0,9999? : Это видно из рисунка S2c в Приложении, который составляет всего 0,0002 секунды. Если вы хотите получить достоверность 30 секунд или 180 минут, посмотрите на время на рис. S1 приложения, и вы увидите, что все они на несколько порядков меньше, чем в документе 2013 года. $T_2$

Авторы признают это 3 раза:
1) «Несмотря на рекордные времена когерентности, о которых говорилось выше, наши результаты не совпадают с результатами, полученными в массовых ансамблях [6–8]». Ссылка 8 - статья 2013 года.
2) «В настоящее время это представляет рекордную согласованность для любого отдельного кубита в твердом состоянии». Обратите внимание, что они говорят «один» кубит и «твердое состояние».
3) «которые достигают здесь новой записи для твердотельных одиночных кубитов с > 30 с в спине P » Обратите внимание, что 30 с - это T2 !! Это намного меньше, чем = 180 минут, упомянутых выше. $T_2$ $^{31}$ $^+$ $T_2$

— user1271772
источник

Заметим, однако, что принципиальное различие между характеристикой затухания (моно) экспоненциальной функцией с T2 (и интерполяцией из этой функции) и экспериментальным получением точки данных с точностью 0,9999.

— Агаитаарино

@agaitaarino: Где в статье 2014 года говорится, что они получили один пункт данных с точностью 0,9999 через 30 секунд? Они получили свои верности из данных осцилляции Раби на рис. S2 Приложения, где для каждой верности используется множество точек.

— user1271772

@agaitaarino 0,9999, на который вы ссылаетесь, взяты из рисунков S2b и S2c в Приложении, но самое большее - до 0,0002 секунды, а не 30 секунд! Мы не знаем, какими будут эти верности через 30 секунд (или 180 минут) из-за точной причины, которую вы упомянули: подгонка к кривой и экстраполяция на 6 порядков вызывает сомнения. Если вы хотите сравнить этот документ с тем, который я упомянул, см. Сводку времени Т2 на рис. S1 приложения. Ни один из них не приблизился к T2 180 минут в газете 2013 года. К сожалению, они достигли 0,9999 с точностью до 0,0002 с

— user1271772

@agaitaarino: Если вы хотите узнать, сколько времени когерентность длилась с точностью 0,9999 в моей статье, она составляет 1,08 секунды, что на 4 порядка больше, чем что-либо в статье 2014 года, что составляет не более 0,0002 секунды.

— user1271772

@agaitaarino: в статье 2014 года признается, что они не достигли времени согласованности, достигнутого в статье 2013 года, и очень осторожно заявляют, что они устанавливают только рекорд ОДНОГО вращения в твердом состоянии. «Несмотря на рекордные времена когерентности, о которых говорилось выше, наши результаты не совпадают с результатами, полученными в массовых ансамблях [6–8]». Ссылка 8 - статья 2013 года. «В настоящее время это представляет рекордную согласованность для любого отдельного кубита в твердом состоянии». Обратите внимание, что они говорят «один» кубит и «твердое состояние». «которые достигают здесь нового рекорда для твердотельных одиночных кубитов с T2> 30 с в спине 31P +» Обратите внимание, что 30 с - это T2 !!

— user1271772