Qual è il tempo più lungo in cui un qubit è sopravvissuto con una fedeltà di 0,9999?

Sono piuttosto incuriosito dal tempo record in cui un qubit è sopravvissuto.

physical-qubit experiment fidelity

— Daniel Tordera
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Immagino sia quello che ho menzionato in questa risposta , dal momento della decoerenza dovresti essere in grado di calcolare il tempo fino a quando la fedeltà scende al di sotto di un valore

— M. Stern

Il numero sembra un po 'arbitrario. Perché non 0.999 o 0.99999?

— Lucertola discreta,

Dalla Figura 4b di Zhong et al Nature 2015 collegata sopra, sembra che (a) sì, come suggerito da @ M.Stern il numero può essere stimato (è circa meno di 1 secondo?) Ma (b) era in effetti non misurato sperimentalmente, per quanto ne sappiamo potrebbe essere in qualsiasi momento tra arbitrariamente vicino a zero e fino a 10 minuti, a seconda dei dettagli della dinamica di spin.

— agaitaarino,

Intendi il tempo più lungo in cui un qubit 'memoria' è sopravvissuto (cioè seduto lì, non facendo realmente nulla) o il tempo più lungo in cui un qubit 'computazionale' è sopravvissuto (cioè uno che ha attivamente eseguito gate su di esso)?

— Mithrandir24601

Risposte:

Bene, per il tempo di coerenza più lungo di sempre, sto trovando questa scienza dal 2013 intitolata Stoccaggio di bit quantici a temperatura ambiente superiore a 39 minuti usando donatori ionizzati in Silicon-28 , che indica qubit che sono durati per oltre 39 minuti; questi, tuttavia, avevano solo un tasso di fedeltà dell'81%. (Questo è per i qubit usati nel calcolo, non per l'archiviazione della memoria. Per l'archiviazione della memoria, consultare il link di M. Stern.)

Ma stai cercando qubit con un alto tasso di fedeltà. In quel caso, ho trovato una Nanotecnologia naturale del 2014 dal titolo Memorizzazione di informazioni quantistiche per 30 secondi in un dispositivo nanoelettronico ( collegamento alternativo ad arXiv ) che era coerente per 30 secondi - ma aveva un tasso di fedeltà superiore al 99,99%, che è esattamente quello che stai cercando. La maggior parte degli altri articoli che sto riscontrando con un tasso di fedeltà del 99,99% o maggiore misura i loro tempi di coerenza in nano o microsecondi.

Continuerò a cercare.

— erica
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Grazie mille per la risposta! In effetti, questo secondo documento copre esattamente ciò di cui avevo bisogno ed è piuttosto impressionante!

— Daniel Tordera,

Sfortunatamente questa risposta è errata per la fedeltà sia del documento del 2013 che del 2014. L'81% per il primo articolo era basso perché stavano solo cercando di dimostrare che potevano disturbare il sistema e mantenere la coerenza (avevano avuto successo fino all'81%). Il secondo documento mantiene una fedeltà di 0.9999 per soli 0.000 secondi !!! (vedi Fig S2c nel supplemento). Come ammettono gli autori (vedi il mio ultimo commento alla mia risposta), "Nonostante i tempi di coerenza record discussi sopra, i nostri risultati non corrispondono a quelli ottenuti in gruppi di massa [6–8]". Il riferimento 8 è il documento del 2013, dove dura molto più a lungo.

— user1271772,

Non sono sicuro del motivo per cui non posso modificare i commenti, ma 0.000 secondi dovrebbero dire 0.0002 secondi. Anche la fedeltà per il primo esperimento è superiore all'81% nel caso in cui non provino a disturbare il sistema. Vedi la mia risposta

— user1271772

Penso che non puoi modificare i commenti @ user1271772 dopo un determinato periodo di tempo.

— Tejas Shetty,

Risposta: Fedeltà di 0,9999 a 1,08 secondi nel 2013: http://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

$T_2$

Che dire dell'81% di cui ha parlato Heather? : La fedeltà dell'81% che cita Heather, in realtà si riferiva a qualcos'altro. Nella stessa carta volevano dimostrare di poter cambiare la temperatura del campione mantenendo comunque gli spin in una sovrapposizione coerente. Il campione è stato aumentato in temperatura da 4,2 K a 300 K gradualmente per 6 minuti, tenuto lì per 2 minuti, quindi ridotto a 4,2 K gradualmente per 4 minuti. Dopo aver fatto tutto ciò, i giri avevano mantenuto in modo impressionante una fedeltà dell'81% rispetto allo stato iniziale.

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

— user1271772
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Si noti, tuttavia, la differenza fondamentale tra la caratterizzazione di un decadimento da una funzione (mono) esponenziale con un T2 (e la sua inerpolazione da quella funzione) e l'ottenimento sperimentale di un punto dati del valore di 0,9999 fedeltà.

— agaitaarino,

@agaitaarino: dove nel 2014 affermano di aver ottenuto un singolo punto dati con 0.9999 fedeltà dopo 30 secondi? Hanno ottenuto la loro fedeltà dai dati di Oscillazione di Rabi nella Figura S2 del Supplemento, dove molti punti vengono usati per ogni fedeltà.

— user1271772,

@agaitaarino Lo 0.9999 a cui ti riferisci proviene dalle Figure S2b e S2c nel Supplemento, che arriva al massimo a 0,0002 secondi, non a 30 secondi! Non abbiamo idea di quali saranno queste fedeltà a 30 secondi (o 180 minuti), a causa del motivo esatto che hai citato: è discutibile adattarsi a una curva ed estrapolare oltre 6 ordini di grandezza. Se si desidera confrontare questo documento con quello che ho citato, vedere il riepilogo dei tempi T2 nella Fig S1 del supplemento. Nessuno di questi si avvicina al T2 di 180 minuti nel documento del 2013. Purtroppo hanno raggiunto 0.9999 fedeltà per 0.0002s

— user1271772

@agaitaarino: se vuoi sapere il tempo che la coerenza è durato con fedeltà 0.9999 nel mio documento, sono 1,08 secondi, ovvero 4 ordini di grandezza più grandi di qualsiasi altra cosa nel documento del 2014, che è al massimo 0.0002 secondi.

— user1271772,

@agaitaarino: il documento del 2014 ammette che non raggiungono i tempi di coerenza raggiunti nel documento del 2013 e sono molto attenti a dire che hanno stabilito il record solo per un SINGOLO giro allo stato solido. "Nonostante i tempi di coerenza record discussi sopra, i nostri risultati non corrispondono a quelli ottenuti in gruppi di massa [6–8]" Riferimento 8 è il documento del 2013. "Questo rappresenta attualmente la coerenza record per ogni singolo qubit allo stato solido." Si noti che dicono "single" qubit e "stato solido". "che raggiungono qui un nuovo record per qubit singoli a stato solido con T2> 30 s nella rotazione 31P +" Nota che gli anni 30 sono un T2 !!

— user1271772,