Моделирование немарковского шума в управляемых сверхпроводящих кубитах с Абхишеком Агарвалом | Qi... скачать в хорошем качестве

Моделирование немарковского шума в управляемых сверхпроводящих кубитах с Абхишеком Агарвалом | Qi...

Эпизод 132 Немарковский шум может быть существенным источником ошибок в сверхпроводящих кубитах. Мы разрабатываем последовательности вентилей, используя зеркальные псевдотождества, которые позволяют нам характеризовать и моделировать влияние немарковского шума как на холостые, так и на ведомые кубиты. Мы сравниваем три подхода к моделированию наблюдаемого шума: (i) модель марковского шума, (ii) модель, включающую взаимодействие с двухуровневой системой (TLS), (iii) модель, использующую постмарковское главное уравнение (PMME), которое, как мы показываем, эквивалентно модели кубит-TLS в определенных режимах. При запуске наших схем характеризации шума на сверхпроводящем кубитном устройстве мы обнаружили, что модели чисто марковского шума не могут воспроизвести экспериментальные данные. С другой стороны, наша модель, основанная на взаимодействии кубита с TLS, способна точно отражать наблюдаемое экспериментальное поведение как холостых, так и ведомых кубитов. Мы исследуем стабильность шумовых характеристик оборудования с течением времени и обнаруживаем, что параметр, определяющий силу взаимодействия кубита с TLS, значительно флуктуирует даже на коротких временных интервалах в несколько минут. Наконец, мы оцениваем изменения шумовых параметров при увеличении амплитуды управляющего импульса кубита. Мы обнаружили, что, хотя параметры шума оборудования значительно флуктуируют в разные дни, их относительные вариации, вызванные управляющим импульсом, достаточно хорошо определены в пределах вычисленных неопределенностей: как фазовая ошибка, так и сила взаимодействия кубита с TLS значительно меняются с интенсивностью импульса, причем фазовая ошибка изменяется квадратично с амплитудой приложенного импульса. Поскольку наша модель шума может точно описывать поведение неактивных и управляемых кубитов, она идеально подходит для использования при разработке методов квантовой коррекции и минимизации ошибок. Абхишек Агарвал — научный сотрудник Национальной физической лаборатории (NPL). Он окончил Оксфордский университет по специальности «Физика и философия» (MPhysPhil) в 2020 году и с тех пор работает в NPL. Его научные интересы включают моделирование шума в квантовых компьютерах и разработку квантовых алгоритмов для моделирования материалов.