Для флюксониевого кубита достигнута миллисекундная когерентность
Группа физиков из Объединенного квантового института и Центра нанофизики и перспективных материалов Мичиганского университета добилась миллисекундной когерентности при тестировании свойств флюксониевого кубита в квантовой схеме. В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, чтобы увеличить время релаксации группа внесла небольшие изменения в параметры схемы, управляющей кубитом.
(а) Оптическое изображение измеряемого устройства. Антенные электроды прикреплены непосредственно к слабому спаю флюксония, что способствует увеличению общей шунтирующей емкости и связывает кубит с резонаторным считывающим устройством в медной коробке (не показано).
(b) Крупный план флюксониевой петли, образованной слабым соединением (верхний левый угол) и цепочкой более сильных соединений.
(c) Измеренные частоты и вычисленные элементы матрицы оператора заряда n^ для переходов между тремя нижними энергетическими уровнями при полуцелом смещении потока. Отметим, что кубитный переход |0⟩−|1⟩ разрешен, хотя и подавлен по сравнению с переходом |1⟩−|2⟩, а переходы |0⟩−|2⟩ и |1⟩−|3⟩ дипольно запрещены.
Авторы и права: Письма с физическим обзором (2023 г.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.267001
В то время как физики и инженеры во всем мире стремятся построить действительно полезный квантовый компьютер, некоторые исследователи изучают количество времени, в течение которого кубит может сохранять свои квантовые свойства — в настоящее время оно слишком мало, что может привести к проблемам с запутанностью. С этой целью исследовательские группы сосредоточились на свойствах сверхпроводящих кубитов, таких как трансмоны, которые в настоящее время используются IBM и Google в своих исследованиях.
В этом новом исследовании исследователи сосредоточили свое внимание на другом сверхпроводящем кубите, называемом флюксониумом. Предыдущие исследования показали, что он может не подходить для приложений квантовых схем из-за короткого времени доступности его квантовых свойств. Но команда нашла способ увеличить это время в 10 раз по сравнению с предыдущими попытками.
В своей работе исследовательская группа более внимательно изучила время релаксации флюксониума — время, в течение которого кубит перемещается между состояниями, и время, в течение которого можно использовать хранящиеся в нем данные. Они обнаружили, что если бы они уменьшили рабочую частоту за счет оптимизации параметров схемы, они могли бы увеличить время доступности (когерентности) кубита, доведя его время почти до времени трансмонов, пометив их как возможную альтернативу. В частности, они обнаружили, что могут увеличить время когерентности до более чем 1,43 миллисекунды — в 10 раз больше, чем кому-либо другому удалось достичь.
Исследовательская группа также нашла доказательства того, что дополнительная настройка может привести к еще большему времени когерентности, что, возможно, сделает флюксониум лучшим выбором для использования в будущих исследованиях квантовых схем.
