Jak długo najdłużej kubit przetrwał z wiernością 0,9999?

Jestem bardzo zaintrygowany rekordowym czasem, który przetrwał kubit.

physical-qubit experiment fidelity

— Daniel Tordera
źródło

Myślę, że to ten, o którym wspomniałem w tej odpowiedzi , od czasu dekoherencji powinieneś być w stanie obliczyć czas, aż wierność spadnie poniżej pewnej wartości

— M. Stern

Liczba wydaje się nieco dowolna. Dlaczego nie 0.999 lub 0.99999?

— Dyskretna jaszczurka

Z ryciny 4b w Zhong i in. Nature 2015, połączonej powyżej, wydaje się, że (a) tak, jak sugeruje @ M.Stern, liczbę tę można oszacować (czy jest to mniej niż 1 sekunda?), Ale (b) tak naprawdę była nie mierzone eksperymentalnie, o ile wiemy, że może to być dowolny czas między arbitralnie bliskim zerem a do 10 minut, w zależności od szczegółów dynamiki spinu.

— agaitaarino

Czy masz na myśli najdłuższy czas, jaki przetrwał kubit „pamięciowy” (tj. Siedzenie tam, nic nie robiąc) lub najdłuższy czas, jaki przetrwał kubit „obliczeniowy” (tj. Taki, który aktywnie wykonuje na nim bramy)?

— Mithrandir24601

Odpowiedzi:

Cóż, przez jak najdłuższy czas koherencji, znajduję tę naukę z 2013 roku zatytułowaną Przechowywanie bitów kwantowych w temperaturze pokojowej przekraczającej 39 minut przy użyciu zjonizowanych dawców w krzemie-28 , co wskazuje kubity, które trwały przez ponad 39 minut; te jednak miały jedynie 81% współczynnik wierności. (Dotyczy kubitów wykorzystywanych w obliczeniach, a nie pamięci. Pamięć znajduje się w odnośniku M. Sterna).

Ale szukasz kubitów o wysokim współczynniku wierności. W takim przypadku znalazłem Nature Nanotechnology z 2014 r. Zatytułowaną Przechowywanie informacji kwantowej przez 30 sekund w urządzeniu nanoelektronicznym ( alternatywne łącze do arXiv ), która była spójna przez 30 sekund - ale miała współczynnik wierności większy niż 99,99%, czyli dokładnie to, co szukam. Większość innych dokumentów, które znajduję ze współczynnikiem wierności wynoszącym 99,99% lub wyższym, mierzy czasy koherencji w nano lub mikrosekundach.

Będę szukał dalej.

— wrzos
źródło

Wielkie dzięki za odpowiedź! Rzeczywiście, ten drugi artykuł obejmuje dokładnie to, czego potrzebowałem i jest dość imponujący!

— Daniel Tordera

Niestety, ta odpowiedź jest błędna ze względu na wierność zarówno artykułu z 2013 r., Jak i artykułu z 2014 r. 81% dla pierwszego artykułu było niskie, ponieważ starali się tylko pokazać, że mogą zakłócić system i zachować spójność (osiągnęli sukces do 81%). Drugi artykuł zachowuje wierność 0,9999 tylko przez 0,000 sekundy !!! (patrz rys. S2c w suplemencie). Jak przyznają autorzy (patrz mój ostatni komentarz do mojej odpowiedzi): „Pomimo omówionych powyżej rekordowych czasów koherencji, nasze wyniki nie są zgodne z wynikami uzyskanymi w zespołach zbiorczych [6–8]”. Odnośnik 8 to artykuł z 2013 r., W którym trwa on znacznie dłużej.

— użytkownik1271772

Nie jestem pewien, dlaczego nie mogę edytować komentarzy, ale 0,000 sekundy powinno powiedzieć 0,0002 sekundy. Również wierność pierwszego eksperymentu jest wyższa niż 81% w przypadku, gdy nie próbują zakłócać działania systemu. Zobacz moją odpowiedź.

— użytkownik1271772

Myślę, że nie możesz edytować komentarzy @ user1271772 po pewnym ustalonym czasie.

— Tejas Shetty

Odpowiedź: Wierność 0,9999 przy 1,08 sekundy w 2013 r .: http://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

Więcej informacji : wynosił 180 minut lub 3 godziny. $T_2$

A co z 81%, o których wspomniała Heather? : Wierność 81%, którą przytacza Heather, w rzeczywistości dotyczyła czegoś innego. W tym samym artykule chcieli pokazać, że mogą zmienić temperaturę próbki, zachowując jednocześnie spiny w spójnej superpozycji. Próbkę zwiększano stopniowo z temperatury od 4,2 K do 300 K przez 6 minut, utrzymywano tam przez 2 minuty, a następnie zmniejszano z powrotem do 4,2 K stopniowo przez 4 minuty. Po wykonaniu tego wszystkiego spiny imponująco zachowały wierność 81% w odniesieniu do stanu początkowego.

Ale ten 12-minutowy eksperyment, w którym chcieli wykazać, że mogą zachować spójność, nawet jeśli poważnie zaburzają równowagę termiczną próbki, był znacznie krótszy niż 3 godziny które zmierzyli w eksperymencie, w którym spójność przetrwała przez 300 minut (5 godzin) przy stałej temperaturze wynoszącej 1,2 K. $T_2$

Co z dokumentem z 2014 roku z wiernością 0,9999? : Pochodzi z rysunku S2c w Suplemencie, który wynosi tylko do 0,0002 sekund. Jeśli chcesz uzyskać wierność po 30 sekundach lub po 180 minutach, spójrz na razy na ryc. S1 suplementu, a zobaczysz, że wszystkie są o rząd wielkości mniejsze niż to, co było w artykule z 2013 roku. $T_2$

Autorzy przyznają to 3 razy:
1) „Pomimo omówionych powyżej rekordowych czasów koherencji, nasze wyniki nie odpowiadają tym uzyskanym w zespołach zbiorczych [6–8]” Odnośnik 8 to artykuł z 2013 r.
2) „To obecnie reprezentuje rekordową spójność dla każdego pojedynczego kubita w stanie stałym”. Uwaga: mówią „pojedynczy” kubit i „półprzewodnikowy”.
3) „które osiągają tutaj nowy rekord dla pojedynczych kubitów półprzewodnikowych z > 30 s w spinie P ”. Uwaga: 30s to T2 !! Jest to znacznie mniej niż wspomniany powyżej = 180 minut. $T_2$ $^{31}$ $^+$ $T_2$

— użytkownik1271772
źródło

Należy jednak zwrócić uwagę na zasadniczą różnicę między scharakteryzowaniem rozpadu przez (mono) funkcję wykładniczą z T2 (i inerpolacją z tej funkcji) a eksperymentalnym uzyskaniem punktu danych o wartości 0,9999 wierności.

— agaitaarino

@agaitaarino: Gdzie w artykule z 2014 roku mówią, że uzyskali pojedynczy punkt danych z dokładnością 0,9999 po 30 sekundach? Uzyskali swoje wierności z danych oscylacji Rabiego na rycinie S2 suplementu, gdzie dla każdej wierności wykorzystano wiele punktów.

— user1271772

@agaitaarino 0,9999, do którego się odwołujesz, pochodzi z rysunków S2b i S2c w Suplemencie, który wzrasta maksymalnie do 0,0002 sekund, a nie 30 sekund! Nie mamy pojęcia, jakie będą te wierności po 30 sekundach (lub 180 minutach), z dokładnie tego powodu, o którym wspomniałeś: dopasowanie do krzywej i ekstrapolacja ponad 6 rzędów wielkości jest wątpliwa. Jeśli chcesz porównać ten artykuł z tym, o którym wspomniałem, zobacz podsumowanie czasów T2 na ryc. S1 suplementu. Żaden z nich nie zbliża się do T2 wynoszącego 180 minut w artykule z 2013 r. Niestety osiągnęli tylko 0,9999 wierności dla 0,0002 s

— użytkownik1271772

@agaitaarino: Jeśli chcesz wiedzieć, ile czasu trwała spójność z wiernością 0,9999 w moim artykule, wynosi ona 1,08 sekundy, czyli 4 rzędy wielkości większe niż cokolwiek w artykule z 2014 roku, co najwyżej 0,0002 sekundy.

— użytkownik1271772

@agaitaarino: Artykuł z 2014 r. przyznaje, że nie osiąga czasów koherencji osiągniętych w artykule z 2013 r. i jest bardzo ostrożny, twierdząc, że ustanowił rekord SINGLE spin w stanie stałym. „Pomimo rekordowych czasów koherencji omówionych powyżej, nasze wyniki nie odpowiadają tym uzyskanym w zespołach zbiorczych [6–8]” Odnośnik 8 to artykuł z 2013 r. „To obecnie reprezentuje rekordową spójność dla każdego pojedynczego kubita w stanie stałym”. Uwaga: mówią „pojedynczy” kubit i „półprzewodnikowy”. „które osiągają tutaj nowy rekord dla pojedynczych kubitów półprzewodnikowych z T2> 30 s w spinie 31P +” Uwaga 30s to T2 !!

— użytkownik1271772