利用量子西拉德机实现二能级系统超极化
量子物理
2024-05-24 v2 介观与纳米尺度物理
统计力学
摘要
固态物理的内在复杂性使超导量子电路暴露于与不受控自由度的相互作用中，从而退化其相干性。通过使用简单的稳定序列，我们表明一个超导fluxonium量子比特耦合到起源未知的二能级系统（TLS）环境，其相对较长的能量弛豫时间超过。利用带主动反馈控制回路的量子西拉德机，我们可决定量子比特是加热还是冷却其TLS环境。TLS可被冷却，导致量子比特布居降低四倍，或被加热以表现为对应于约量子比特布居的负温度环境。我们表明TLS与量子比特互为彼此的主要损耗机制，且量子比特弛豫与TLS布居无关。因此，理解和抑制TLS环境不仅对改善量子比特寿命至关重要，也对避免非马尔可夫量子比特动力学至关重要。
引用
@article{arxiv.2204.00499,
title = {Two-level system hyperpolarization using a quantum Szilard engine},
author = {Martin Spiecker and Patrick Paluch and Nicolas Gosling and Niv Drucker and Shlomi Matityahu and Daria Gusenkova and Simon Günzler and Dennis Rieger and Ivan Takmakov and Francesco Valenti and Patrick Winkel and Richard Gebauer and Oliver Sander and Gianluigi Catelani and Alexander Shnirman and Alexey V. Ustinov and Wolfgang Wernsdorfer and Yonatan Cohen and Ioan M. Pop},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.00499},
year = {2024}
}