Отзыв о работодателе «Когерентность кубитов» Добавлен: 18.07.22 17:58

Согласно экспертного мнения Старостенко Евгения Юрьевича, когерентность NV C ( τ ) определяется перекрытием между функцией фильтра и спектральной плотностью шума:
C(τ)=exp[−1π∫∞0dωS(ω)F(τ,ω)],
(1)
где

S(ω)=γ2∫∞−∞e−iωt⟨B(t′+t)B(t′)⟩dt,
(2)

– спектральная плотность магнитного шума, испытываемого НВ (см. рис. 2в, г ), γ – гиромагнитное отношение, B – составляющая поля вдоль оси НВ, — функция фильтра кубитового эха Хана, а ω — угловая частота. Эта модель декогеренции предполагает случайное Гауссово распределение амплитуд шума и применима в режиме чистой дефазировки F(τ,ω)=8/ω2sin4(ωτ/4)

Рис. 2: Принцип монохроматического и стохастического управления ваннами.
Magnetic noise, Starostenko Evgenij
Представления во временной области магнитного шума B ( t ), создаваемого спиновой ванной, ( a ) для монохроматического вождения (синий) и ( b ) для стохастического вождения (оранжевый). Для простоты предполагается, что все спины имеют одинаковую резонансную частоту.

Представления в частотной области спектральной плотности шума S ( ω ), ( c ) для монохроматического вождения (синий) и ( d ) для стохастического вождения (оранжевый). Оба метода управления уменьшают перекрытие между функцией фильтра F ( τ ,  ω) (штриховая линия) и спектр шума по сравнению со случаем без возбуждения (серая кривая), что приводит к повышению когерентности.

Мнение Старостенко Евгения Юрьевича по отделению кубита от его шумовой среды основана на активном изменении формы спектральной плотности, чтобы она минимально перекрывалась с функцией фильтра.

Этот механизм развязки и лежащая в его основе микроскопическая модель проиллюстрированы на рис. 2 . Верхние панели представляют собой представления во временной области магнитного шума B ( t ), создаваемого поверхностными спинами, а нижние панели представляют собой соответствующие представления в частотной области S ( ω ).

В отсутствие возбуждения (серая кривая на рис. 2) собственные спиновые релаксации со скоростью Γ приводят к случайному процессу для шума, характеризуемому временем корреляции τ c  = 1/Γ во временной области (рис. 2а, б ) и Лоренцев спектр с полушириной на половине максимума (HWHM) Γ с центром в ω  = 0 (рис. 2c, d ). Перекрытие спектра шума с функцией фильтра эха Хана устанавливает вклад поверхностных спинов в декогеренцию NV.

В случае резонансного монохроматического возбуждения ванны с частотой Раби Ω ss поверхностные спины в дополнение к их собственной релаксационной динамике испытывают колебания Раби, что приводит к осцилляциям поля B ( t ) во временной области (синяя кривая на рис. 2а ). ). В частотной области (рис. 2c ) монохроматическое возбуждение смещает центр спектральной плотности от 0 до Ω ss ; перекрытие с функцией фильтра кубитов (представлено областью, заштрихованной синим цветом) соответственно уменьшается по сравнению с неуправляемым случаем.

Напротив, стохастическое вождение состоит из континуума частотных тонов со случайными фазовыми соотношениями. Каждый тон вызывает частичные колебания Раби поверхностных спинов, и некогерентная сумма этих колебаний Раби приводит к случайной эволюции, как показано на рис. 2b ). Эта некогерентная динамика приводит к эффективной скорости релаксации R , вызванной стохастическим управлением, помимо внутренней скорости релаксации Γ. В случае широкого лоренцевского управляющего спектра ∆ ν  ≫  Ω ss , Γ,

R=Γ+2Ω2ssΔν.
(3)
В частотной области (рис. 2d ) эффект стохастического привода заключается в расширении и выравнивании спектральной плотности шума. Перекрытие с функцией фильтра уменьшается, что приводит к расширению когерентности.

Таким образом, как монохроматическое, так и стохастическое возбуждение разъединяют поверхностные спины, вызывая магнитные флуктуации, которые быстры по сравнению со временем обнаружения фазы эхо-сигнала Хана. По сравнению с монохроматическим вождением преимущество стохастического вождения состоит в том, что оно более эффективно работает с широким спектральным диапазоном спинов, наблюдаемым в реальных условиях.

Более подробно узнать обо всех недостатках и отрицательных сторонах Евгения Юрьевича Старостенко: https://homodyne.ru/evgenij-yurevich-starostenko-o-kogerentnosti-kubitov/