ระยะเวลานานที่สุดที่ qubit จะรอดชีวิตจาก 0.9999

ฉันรู้สึกทึ่งกับเวลาบันทึกที่ควิบิตรอดชีวิตมาได้

physical-qubit experiment fidelity

ฉันเดาว่ามันเป็นสิ่งที่ฉันพูดถึงในคำตอบนี้จากเวลา decoherence ที่คุณควรจะสามารถคำนวณเวลาจนกระทั่งความเที่ยงตรงลดลงต่ำกว่าค่าบางอย่าง

— เอ็มสเติร์น

หมายเลขดูเหมือนว่าจะเป็นเรื่องเล็กน้อย ทำไมไม่ใช่ 0.999 หรือ 0.99999

— จิ้งจกไม่ต่อเนื่อง

จากรูปที่ 4b ใน Zhong et al Nature 2015 ที่เชื่อมโยงด้านบนดูเหมือนว่า (a) ใช่ตามคำแนะนำของ @ M.Stern จำนวนที่สามารถประมาณได้ (ประมาณน้อยกว่า 1 วินาที) แต่ (b) จริง ๆ แล้ว ไม่ได้ทำการทดลองวัดเท่าที่เรารู้ว่ามันอาจเป็นช่วงเวลาใดก็ได้ระหว่างใกล้กับศูนย์และสูงถึง 10 นาทีโดยพลการขึ้นอยู่กับรายละเอียดของการปั่นหมุน

— agaitaarino

คุณหมายถึงเวลาที่ยาวที่สุดที่ 'หน่วยความจำ' qubit รอดชีวิต (เช่นนั่งอยู่ที่นั่นไม่ทำอะไรเลยจริง ๆ ) หรือเป็นเวลาที่ยาวนานที่สุดที่ qubit 'คำนวณ' จะมีชีวิตรอด

— Mithrandir24601

คำตอบ:

สำหรับการเชื่อมโยงกันนานที่สุดเท่าที่เคยมีมาฉันได้ค้นพบวิทยาศาสตร์นี้ตั้งแต่ปี 2013 ที่ได้รับสิทธิ์การจัดเก็บควอนตัมบิตอุณหภูมิห้องเกิน 39 นาทีโดยใช้ผู้บริจาคไอออนในซิลิคอน -28ซึ่งบ่งชี้ว่า qubits ยาวนานกว่า 39 นาที อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้มีอัตราความจงรักภักดี 81% เท่านั้น (นี่สำหรับ qubits ที่ใช้ในการคำนวณไม่ใช่หน่วยความจำสำหรับหน่วยความจำให้ดูลิงค์ของ M. Stern)

แต่คุณกำลังมองหา qubits ที่มีอัตราความเที่ยงตรงสูง ในกรณีนั้นฉันพบ Nature Nanotechnology จากปี 2014 ที่มีสิทธิ์จัดเก็บข้อมูลควอนตัมเป็นเวลา 30 วินาทีในอุปกรณ์ nanoelectronic ( ลิงก์สำรองไปยัง arXiv ) ซึ่งเชื่อมโยงกันเป็นเวลา 30 วินาที - แต่มีอัตราความจงรักภักดีมากกว่า 99.99% ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณ กำลังมองหา กระดาษอื่น ๆ ส่วนใหญ่ที่ฉันค้นหาด้วยอัตราความเที่ยงตรง 99.99% หรือมากกว่านั้นวัดเวลาการเชื่อมโยงกันเป็นนาโนหรือไมโครวินาที

ฉันจะดูต่อไป

— ทุ่งหญ้า
แหล่งที่มา

ขอบคุณมากสำหรับคำตอบ! แน่นอนกระดาษแผ่นที่สองนี้ครอบคลุมสิ่งที่ฉันต้องการและมันค่อนข้างน่าประทับใจทีเดียว!

— Daniel Tordera

น่าเสียดายที่คำตอบนี้ไม่ถูกต้องสำหรับความน่าเชื่อถือของทั้งกระดาษ 2013 และกระดาษ 2014 81% สำหรับเอกสารฉบับแรกต่ำเพราะพวกเขาพยายามที่จะแสดงว่าพวกเขาสามารถรบกวนระบบและรักษาการเชื่อมโยงกัน (พวกเขาประสบความสำเร็จมากถึง 81%) กระดาษแผ่นที่สองรักษา 0.9999 ความคมชัดเพียง 0.000 วินาที !!! (ดูรูปที่ S2c ในอาหารเสริม) ในขณะที่ผู้เขียนยอมรับ (ดูความคิดเห็นสุดท้ายของฉันต่อคำตอบของฉัน), "แม้จะมีการบันทึกการเชื่อมโยงกันที่กล่าวถึงข้างต้นผลลัพธ์ของเราไม่ตรงกับที่ได้รับในวงดนตรีจำนวนมาก [6-8]" เอกสารอ้างอิง 8 เป็นรายงานปี 2556 ซึ่งมีระยะเวลายาวนานกว่า

— user1271772

ฉันไม่แน่ใจว่าทำไมฉันไม่สามารถแก้ไขความคิดเห็น แต่ 0.000 วินาทีควรพูด 0.0002 วินาที ความถูกต้องของการทดสอบครั้งแรกสูงกว่า 81% สำหรับกรณีที่พวกเขาไม่ลองรบกวนระบบ ดูคำตอบของฉัน

— user1271772

ฉันคิดว่าคุณไม่สามารถแก้ไขความคิดเห็น @ user1271772 ได้หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง

— Tejas Shetty

คำตอบ:ความเที่ยงตรงของ 0.9999 ที่ 1.08 วินาทีในปี 2013: http://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

$T_2$

แล้ว 81% ที่ฮีทเธอร์พูดถึงยังไง? : ความเที่ยงตรง 81% ที่ Heather อ้างถึงเป็นการอ้างถึงสิ่งอื่น ในกระดาษเดียวกันพวกเขาต้องการแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของตัวอย่างในขณะที่ยังคงรักษาหมุนในการซ้อนกันที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างนั้นเพิ่มขึ้นในอุณหภูมิจาก 4.2K เป็น 300K ค่อยๆมากกว่า 6 นาทีจัดขึ้นที่นั่นเป็นเวลา 2 นาทีจากนั้นลดลงเป็น 4.2K ค่อยๆมากกว่า 4 นาที หลังจากทำทุกอย่างแล้วสปินยังคงรักษาความน่าเชื่อถือของ 81% ในแง่ของสถานะเริ่มต้น

$T_2$

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

— user1271772
แหล่งที่มา

อย่างไรก็ตามหมายเหตุความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการอธิบายการสลายตัวของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล (T2) กับ T2 (และการอนุมานจากฟังก์ชันนั้น) และการได้รับดาต้าพอยน์มีค่า 0.9999

— agaitaarino

@agaitaarino: ในบทความปี 2014 พวกเขาบอกว่าพวกเขาได้รับดาต้าพอยน์เดียวด้วยความเที่ยงตรง 0.9999 หลังจาก 30 วินาที? พวกเขาได้รับความจงรักภักดีจากข้อมูล Rabi Oscillation ในรูปที่ S2 ของภาคผนวกซึ่งมีการใช้คะแนนมากและมากสำหรับแต่ละความน่าเชื่อถือ

— user1271772

@agaitaarino 0.9999 ที่คุณอ้างถึงนั้นมาจากตัวเลข S2b และ S2c ในภาคผนวกซึ่งมากที่สุด 0.0002 วินาทีมากที่สุดไม่ใช่ 30 วินาที! เราไม่มีความคิดว่าความเที่ยงตรงเหล่านี้จะอยู่ที่ใดใน 30 วินาที (หรือ 180 นาที) เนื่องจากเหตุผลที่คุณกล่าวถึง: การปรับให้เข้ากับโค้งมนและคาดการณ์ถึง 6 ลำดับความสำคัญ ถ้าคุณต้องการเปรียบเทียบบทความนี้กับที่ฉันกล่าวถึงดูสรุปของ T2 ครั้งในรูปที่ S1 ของอาหารเสริม สิ่งเหล่านี้ไม่เข้าใกล้กับ T2 ของ 180 นาทีในกระดาษ 2013 น่าเสียดายที่พวกเขามีเพียง 0.9999 ความจงรักภักดีสำหรับ 0.0002s

— user1271772

@agaitaarino: หากคุณต้องการทราบระยะเวลาที่การเชื่อมโยงกันมีความเที่ยงตรง 0.9999 ในกระดาษของฉันก็คือ 1.08 วินาทีซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าคำสั่งใด ๆ ในปี 2014 ซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุดคือ 0.0002 วินาที

— user1271772

@agaitaarino: กระดาษ 2014 ยอมรับว่าพวกเขาไม่ถึงเวลาที่สอดคล้องกันในปี 2013 กระดาษและระวังที่จะพูดว่าพวกเขาเพียงสร้างสถิติสำหรับการปั่นเดี่ยวในสถานะของแข็ง "แม้จะมีช่วงเวลาที่บันทึกการเชื่อมโยงกันที่กล่าวถึงข้างต้น แต่ผลลัพธ์ของเราไม่ตรงกับที่ได้รับในวงดนตรีจำนวนมาก [6–8]" การอ้างอิงที่ 8 เป็นรายงานปี 2556 "ปัจจุบันนี้แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงการบันทึกสำหรับ qubit เดียวใด ๆ ในสถานะที่มั่นคง" หมายเหตุพวกเขาพูดว่า "เดี่ยว" qubit และ "โซลิดสเตต" "ซึ่งมาถึงที่นี่เป็นสถิติใหม่สำหรับซิงเกิลโซลิดสเตตที่มี T2> 30 วิใน 31P + สปิน" หมายเหตุยุค 30 คือ T2 !!

— user1271772