随机电报噪声下比特翻转量子比特在低温与室温测量应用中的误差分析

在随机电报噪声（RTN）下实现量子比特门操作的小误差，对于量子计算和量子纠错中的潜在应用具有极大意义。我计算了在 RTN 存在下，由 $\pi$、CORPSE、SCORPSE、对称和非对称脉冲驱动的量子比特所产生的误差。对于脉冲作用于 x 方向而 RTN 在 z 方向的特殊情况，我发现当噪声关联时间较小时，$\pi$ 脉冲在所有其他脉冲中误差最小。对于噪声关联时间较大（可能为白噪声）的情况，对称脉冲在噪声强度能量幅值较小时产生较小误差，而 CORPSE 脉冲在噪声强度能量幅值较大时误差较小。对于作用于全部三个方向的脉冲，我们确定了若干在 RTN 能量幅值较小和较大时均产生小误差的脉冲序列。更确切地说，当 $\pi$ 脉冲作用于 x 方向、CORPSE 脉冲作用于 y 方向、SCORPSE 脉冲作用于 z 方向时，此类脉冲序列诱导出小误差，可作为实现比特翻转量子纠错的更优候选。小能量幅值 RTN 的误差分析可能有助于低温测量，而大能量幅值 RTN 的误差分析可能有助于量子纠错码的室温测量。