超导量子比特相关电荷噪声和弛豫误差需要制定缓解策略

2021-07-29 16:36:06

构建量子计算机的核心挑战是纠错。与只易受一种误差影响的经典比特不同,量子比特易受两种误差的影响,对应于在X和Z方向上量子比特状态的翻转。

尽管海森堡测不准原理排除了对单个量子比特同时监测X和Z翻转的可能性,但只要错误率较低,就有可能在纠缠量子比特的大型阵列中对量子信息进行编码,从而准确监测系统中的所有错误。另一个关键要求是错误不能相互关联。

研究组描述了一个超导多量子比特电路,并发现芯片中的电荷噪声在超过600微米的长度尺度时高度相关;此外,离散电荷跃迁伴随着毫米级芯片中量子比特能量弛豫时间的强烈瞬态减少。

由此产生的相关误差是因为充电事件和声子介导的准粒子产生,二者与量子比特衬底中γ—射线和宇宙射线介子的吸收有关。稳健的量子误差校正需要制定缓解策略,以保护多量子比特阵列免受粒子碰撞引起的相关误差的影响。

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