นักวิจัย qubit ยิ่งยวด: ทำ TLS ของคุณหรือไม่

ฉันมีระบบตัวนำยิ่งยวดที่มี qubits หลายสิบแต่ละตัวสามารถปรับได้โดยใช้ฟลักซ์กระแสตรง

หนึ่งในภารกิจหลักสำหรับการจัดการ qubits ที่ต่อเนื่องกันคือการหาความถี่ที่ไม่ทำงานและจุดทำงานสำหรับประตูที่ทอดยาว ความพยายามนี้ถูกทำให้สับสนโดยระบบสองระดับ (TLS) ซึ่งทำให้เกิดการผ่อนคลายพลังงานอย่างรวดเร็ว

ฉันใช้เวลานานในการหาความถี่ว่างและจุดปฏิบัติการที่ดีในขณะที่พิจารณาสถานที่ตั้งของ TLS และจากนั้นวันหนึ่งฉันก็เข้ามาในห้องแล็บและพวกเขาเดินไปมา! ฉันต้องเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง

ฉันต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของ TLS และทำไมและเป็นไปได้หรือไม่ที่จะควบคุมการเคลื่อนไหว ในการวิจัยของฉันฉันต้องการสำรวจความคิดเห็นของชุมชนและดูว่าประสบการณ์ของผู้อื่นที่มีปัญหานี้เป็นอย่างไร

ความถี่เรโซแนนซ์ของ TLS มีความผันผวนเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับ TLS ที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไดโพลไฟฟ้าหรือความเครียดเชิงกลในวัสดุ หาก TLS ที่ใช้พลังงานต่ำ (ต่ำกว่า kB * T) มีส่วนเกี่ยวข้องสิ่งนี้อาจเปลี่ยนสถานะแบบสุ่มเนื่องจากการเปิดใช้งานความร้อน การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสนามไฟฟ้าในท้องถิ่นหรือความเครียดสามารถ detune ยัง TLS ที่พลังงานที่สูงขึ้นซึ่งอยู่ในช่วงปรับจูน นี่คือบทความทฤษฎีที่: https://arxiv.org/abs/1503.01637

กระบวนการนี้เรียกว่า 'การกระจายสเปกตรัม' และอาจหลีกเลี่ยงได้โดยการปรับปรุงวัสดุวงจรเพื่อลดความหนาแน่นของ TLS (และการโต้ตอบดังนั้น) แต่ถึงแม้จะไม่มีกระบวนการทางความร้อน TLS ก็อาจถูกขังอยู่ในที่ที่มีศักยภาพในการแพร่กระจายในระยะยาวซึ่งการหลบหนีจากการขุดอุโมงค์อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงหลายวันหรือหลายปี

TLS สามารถ detuned ในความถี่โดยการควบคุมความเครียดเชิงกลในตัวอย่างดูกระดาษนี้ซึ่งยังกล่าวถึงการโต้ตอบ TLS: https://www.nature.com/articles/ncomms7182

ต่อไปนี้เป็นบทความรีวิวที่สรุปผลกระทบจาก decoherence จาก TLS ในการยิ่งยวด qubits และ resonators: https://arxiv.org/abs/1705.01108