比特翻转时间超过十秒的猫量子比特的量子控制
量子物理
2024-06-03 v2
摘要
量子比特(qubits)由于其与环境不受控的相互作用而容易产生多种类型的错误。纠正这些错误的常见策略基于涉及惊人硬件开销的量子比特架构。一条有希望的前进道路是构建本质上针对某些类型错误受保护的量子比特,从而显著降低纠正其余错误所需的开销。然而,预期收益依赖于一个严苛条件:对该量子比特的量子操控不得破坏精心设计的保护。近期提出的猫量子比特(cat-qubit)编码于量子动力学系统的亚稳态流形中,由此获得针对比特翻转的连续且自主的保护。在此超导电路实验中,我们实现了一个比特翻转时间超过 10 秒的猫量子比特。这相比先前猫量子比特实现提升了四个数量级。我们制备并成像了量子叠加态,并测得高于 490 纳秒的相位翻转时间。最为重要的是,我们在不破坏比特翻转保护的前提下控制了这些量子叠加的相位。该实验展示了量子控制与本质比特翻转保护在前所未有的水平上的兼容性,表明了这些动力学量子比特在未来量子技术中的可行性。
引用
@article{arxiv.2307.06617,
title = {Quantum control of a cat-qubit with bit-flip times exceeding ten seconds},
author = {Ulysse Réglade and Adrien Bocquet and Ronan Gautier and Joachim Cohen and Antoine Marquet and Emanuele Albertinale and Natalia Pankratova and Mattis Hallén and Felix Rautschke and Lev-Arcady Sellem and Pierre Rouchon and Alain Sarlette and Mazyar Mirrahimi and Philippe Campagne-Ibarcq and Raphaël Lescanne and Sébastien Jezouin and Zaki Leghtas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06617},
year = {2024}
}