Alcançando desempenho de sistemas quânticos sem precedentes

Mandalas giratórias brilhantes de física de energia quântica abstrata

doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.223601
Credibilidade: 999
#Sistemas quânticos 

Um novo método quântico aumenta significativamente a coerência do sistema e as capacidades de detecção, melhorando aplicações potenciais em indústrias baseadas em precisão

Um novo método para melhorar significativamente o desempenho da tecnologia quântica utiliza a correlação cruzada de duas fontes de ruído para estender o tempo de coerência, melhorar a fidelidade do controle e aumentar a sensibilidade para detecção de alta frequência.

Esta estratégia inovadora aborda os principais desafios em sistemas quânticos, oferecendo um aumento de dez vezes no estabilidade e abrindo caminho para dispositivos quânticos mais confiáveis e versáteis Avanço na tecnologia quântica Pesquisadores fizeram um avanço significativo na tecnologia quântica ao desenvolver um novo método que melhora drasticamente a estabilidade e o desempenho de sistemas quânticos.

Este trabalho pioneiro aborda os desafios de longa data da decoerência e imperfeição controle, abrindo caminho para dispositivos quânticos mais confiáveis e sensíveis As tecnologias quânticas, incluindo computadores e sensores quânticos, possuem um imenso potencial para revolucionar vários campos, como computação, criptografia e imagens médicas, que pode perturbar estados quânticos e levar a erros

Uma esfera de Bloch de um qubit sujeita a ruído correlacionado (azul e vermelho). O método interfere destrutivamente neste ruído, resultando em desempenho superior. Crédito: Os autores

Superando o ruído em sistemas quânticos Muitas abordagens tradicionais para mitigar o ruído em sistemas quânticos concentram-se principalmente na autocorrelação temporal, que examina como o ruído se comporta ao longo do tempo Embora sejam eficazes até certo ponto, esses métodos são insuficientes quando outros tipos de correlações de ruído estão presentes A pesquisa foi conduzida por especialistas em física quântica, o estudante de doutorado Alon Salhov sob a orientação do Prof Alex Retzker da Universidade Hebraica, o estudante de doutorado Qingyun Cao sob a orientação do Prof Fedor Jelezko e do Dr. Genko Genov da Universidade de Ulm e o professor Jianming Cai, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong.

Eles introduziram uma estratégia inovadora que aproveita a correlação cruzada entre duas fontes de ruído.

Ao explorar a interferência destrutiva do ruído correlacionado, a equipe conseguiu estender significativamente o tempo de coerência do quantum estados, melhoram a fidelidade do controle e aumentam a sensibilidade para detecção quântica de alta frequência

Representação esquemática de interferência destrutiva de ruído correlacionado cruzado, sequências de controle e configuração experimental Descrição detalhada (do artigo): (a) O qubit está sujeito ao ruído ambiental u03b4 (t) A aplicação de um drive ressonante com frequência Rabi u21261 cria um qubit protegido e vestido que decoere principalmente devido a u03b51 (t ) – o ruído de amplitude em u21261 Aplicando um segundo drive com frequência de modulação eu21261, frequência Rabi u21262 e flutuações de amplitude u03b52(t), reduz a decoerência devido a u03b51(t)(b) Se a correlação cruzada, c, de u03b51(t) e u03b52(t) é diferente de zero, uma desafinação eu21261 = u21261 + c u21262 2/u21261 inclina o eixo de acionamento efetivo e induz uma interferência destrutiva do correlacionado cruzado ruído, resultando em um qubit duplamente vestido com um tempo de coerência mais longo (c) Sequências de medição para protocolos de unidade dupla (DD) padrão e correlacionados (d)

A nova estratégia inclui

Aumento de dez vezes no tempo de coerência: a duração pela qual a informação quântica permanece intacta é estendida dez vezes mais em comparação com os métodos anteriores.

Fidelidade de controle aprimorada: maior precisão na manipulação de sistemas quânticos leva a operações mais precisas e confiáveis.

Sensibilidade superior: a capacidade de detectar sinais de alta frequência supera o estado da arte atual, permitindo novas aplicações em detecção quântica Alon Salhov, disse: “Nossa abordagem inovadora amplia nossa caixa de ferramentas para proteger sistemas quânticos contra ruído, concentrando-se na interação entre múltiplas fontes de ruído , desbloqueamos níveis de desempenho sem precedentes, aproximando-nos da implementação prática de tecnologias quânticas”.

Este avanço não apenas marca um salto significativo no campo da pesquisa quântica, mas também é promissor para uma ampla gama de aplicações Indústrias que dependem de medições altamente sensíveis, como as de saúde, podem se beneficiar enormemente com essas melhorias

Publicado em 16/07/2024 02h32

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