Eu tenho um sistema supercondutor com dezenas de qubits, cada um dos quais pode ser ajustado usando fluxo DC.
Uma das principais tarefas para manipulação coerente dos qubits é encontrar boas frequências de marcha lenta e pontos de operação para portas de emaranhamento. Esse esforço é confundido por sistemas de dois níveis (TLS), que causam um relaxamento rápido da energia e causam estragos gerais na manipulação coerente.
Passei muito tempo encontrando um bom conjunto de frequências ociosas e pontos de operação, considerando o tempo todo os locais dos TLS e, um dia, entrei no laboratório e eles se mudaram! Eu tive que começar tudo de novo.
Quero aprender mais sobre como e por que a mudança do TLS e se é possível controlar o movimento. Como parte da minha pesquisa, quero pesquisar a comunidade e ver como é a experiência de outras pessoas com esse problema.
Respostas:
As frequências de ressonância do TLS flutuam devido à sua interação com o TLS vizinho, que ocorre por meio da interação do dipolo elétrico ou pela tensão mecânica local no material. Se um TLS com baixa energia (abaixo de kB * T) estiver envolvido, este poderá alterar seu estado aleatoriamente devido à ativação térmica. A mudança resultante no campo elétrico local ou tensão pode também desestabilizar o TLS com energia mais alta, dentro da faixa de ajuste de qubit. Aqui está um artigo teórico sobre isso: https://arxiv.org/abs/1503.01637
Esse processo é chamado de 'difusão espectral' e provavelmente só pode ser evitado melhorando os materiais do circuito para reduzir a densidade do TLS (e, portanto, as interações). Mas mesmo sem processos térmicos, um TLS pode ficar preso em um potencial metastável de longa duração, do qual a fuga por túnel pode levar horas, dias ou até anos.
O TLS pode ser sintonizado em frequência controlando a deformação mecânica na amostra. Consulte este documento que também discute as interações do TLS: https://www.nature.com/articles/ncomms7182
Aqui está um artigo de revisão que resume os efeitos de decoerência do TLS em qubits e ressonadores supercondutores: https://arxiv.org/abs/1705.01108
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