$1/f$ 噪声环境下交换自旋量子比特动态校正门的基准测试

我们从理论上研究了交换自旋量子比特系统中动态校正门对时间依赖噪声的响应。我们考虑了谱与 $1/\omega^\alpha$ 成正比的 $1/f$ 噪声，其中指数 $\alpha$ 表示噪声内相关性的强度。量子门误差源于噪声，通过随机基准测试的数值模拟提取，并比较了应用未校正操作与应用对超精细噪声鲁棒的动态校正门的情况。我们发现，对于 $\alpha\gtrsim1.5$，动态校正门可显著降低门误差，且对于实验相关的噪声指数，这种降低幅度约为两个数量级。另一方面，对于 $\alpha\lesssim1.5$，门保真度没有提供改进。该临界值 $\alpha_c\approx1.5$ 相对大于单重态 - 三重态量子比特情况下的值。还计算了对应于动态校正门的滤波器传递函数，并与从未校正脉冲推导出的函数进行了比较。我们的结果表明，在操作交换自旋量子比特时，动态校正门是抑制超精细噪声的有效措施。