超导量子比特中波动性失谐速率的实时自适应跟踪
量子物理
2026-02-16 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
固态量子处理器上操作的保真度在本质上受到环境退相干的限制。表征环境波动性具有挑战性，因为非自适应实验协议的获取时间限制了时间精度，并且可能平均掉底层动力学的快速特征。本文通过采用由 FPGA 驱动的经典控制器，以自适应且连续的方式跟踪两个固定频率超导 transmon 量子比特的退相干时间波动，这两个量子比特的平均退相干时间约为 0.17 毫秒，偶尔可超过 0.5 毫秒。我们报告了退相干时间在仅数十毫秒内几乎一个数量级的切换事件，与此前报道的分钟甚至小时时间尺度截然不同。我们的实时贝叶斯估计协议能够在数毫秒内估计退相干时间，接近退相干时间尺度本身。我们的统计分析进一步表明，这些快速波动性部分来自以最高 10 Hz 速率切换的两水平系统，快四个数量级于此前报告的速度。这些结果重新定义了超导量子处理单元校准相关的时间尺度，为快速退相干速率表征在器件筛选中提供了参考基准，并提高了对快速退相干动力学的理解。
引用
@article{arxiv.2506.09576,
title = {Real-time adaptive tracking of fluctuating relaxation rates in superconducting qubits},
author = {Fabrizio Berritta and Jacob Benestad and Jan A. Krzywda and Oswin Krause and Malthe A. Marciniak and Svend Krøjer and Christopher W. Warren and Emil Hogedal and Andreas Nylander and Irshad Ahmad and Amr Osman and Janka Biznárová and Marcus Rommel and Anita Fadavi Roudsari and Jonas Bylander and Giovanna Tancredi and Jeroen Danon and Jacob Hastrup and Ferdinand Kuemmeth and Morten Kjaergaard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.09576},
year = {2026}
}
备注
main text 13 pages, 4 figures, plus 22 supplementary pages, 12 supplementary figures