量子ビットの同期を助ける(Helping qubits stay in sync)

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2024-05-22 ワシントン大学セントルイス校

ワシントン大学セントルイス校の物理学者Kater Murchと彼の研究グループは、ナノ製造技術を用いて超伝導量子回路を構築し、量子力学の基本的な問題を探求しています。量子ビット(キュービット)は、量子計算、シミュレーション、およびデータ暗号化の実現に有望なシステムです。Murchらは、量子システムにおけるメモリーの影響を調査し、量子技術の主要な課題であるデコヒーレンスへの新しい解決策を提案する論文をPhysical Review Lettersに発表しました。彼らの研究は、デコヒーレンスが量子もつれを破壊するのを防ぐ新しい方法を示しており、散逸を利用してもつれがキュービットから離れるのを防ぐことができると述べています。

<関連情報>

量子ビットの同期を支援するオープン量子システムダイナミクスの非マルコフ型からマルコフ型への遷移のエンタングルメント支援プローブ Entanglement Assisted Probe of the Non-Markovian to Markovian Transition in Open Quantum System Dynamics

Chandrashekhar Gaikwad, Daria Kowsari, Carson Brame, Xingrui Song, Haimeng Zhang, Martina Esposito, Arpit Ranadive, Giulio Cappelli, Nicolas Roch, Eli M. Levenson-Falk, and Kater W. Murch
Physical Review Letters  Published 13 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.200401

量子ビットの同期を助ける(Helping qubits stay in sync)

ABSTRACT

We utilize a superconducting qubit processor to experimentally probe non-Markovian dynamics of an entangled qubit pair. We prepare an entangled state between two qubits and monitor the evolution of entanglement over time as one of the qubits interacts with a small quantum environment consisting of an auxiliary transmon qubit coupled to its readout cavity. We observe the collapse and revival of the entanglement as a signature of quantum memory effects in the environment. We then engineer the non-Markovianity of the environment by populating its readout cavity with thermal photons to show a transition from non-Markovian to Markovian dynamics, ultimately reaching a regime where the quantum Zeno effect creates a decoherence-free subspace that effectively stabilizes the entanglement between the qubits.

1700応用理学一般
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