单量子比特系统中 1/f 噪声的抑制

我们研究了在具有 $1/f^\alpha$ 功率谱（其中 $2>\alpha > 0$）的经典噪声下，单量子比特系统量子操作的产生。我们提出了一种有效的方法，利用离散多态马尔可夫涨落器来近似该噪声。利用该方法，可以从最近推导出的确定性主方程中可行地确定量子比特密度矩阵在 $1/f^\alpha$ 噪声下的平均时间演化。通过基于梯度的优化算法，我们以高保真度获得了量子存储和 NOT 门等量子比特操作。对于 NOT 门，计算出的保真度在定性上与先前针对随机电报噪声获得的结果相似。然而，在量子存储的情况下，我们观察到保真度对操作时间的非单调依赖关系，从而产生了存储器的自然访问速率。