論文の概要: Self-consistent noise characterization of quantum devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.09370v1
• Date: Mon, 17 Oct 2022 19:10:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 06:50:08.882338
• Title: Self-consistent noise characterization of quantum devices
• Title（参考訳）: 量子デバイスの自己一貫性雑音特性
• Authors: Won Kyu Calvin Sun and Paola Cappellaro
• Abstract要約: 我々は,単純な予測ノイズモデルに単一量子ビットのデフォーカスを引き起こす量子環境の低減手法を開発した。 我々は、ナノスケールの空間分解能、ダイヤモンド中の2つの電子スピンが経験するノイズを特徴付けることによって、我々のアプローチのパワーと限界を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Characterizing and understanding the environment affecting quantum systems is critical to elucidate its physical properties and engineer better quantum devices. We develop an approach to reduce the quantum environment causing single-qubit dephasing to a simple yet predictive noise model. Our approach, inspired by quantum noise spectroscopy, is to define a "self-consistent" classical noise spectrum, that is, compatible with all observed decoherence under various qubit dynamics. We demonstrate the power and limits of our approach by characterizing, with nanoscale spatial resolution, the noise experienced by two electronic spins in diamond that, despite their proximity, surprisingly reveal the presence of a complex quantum spin environment, both classically-reducible and not. Our results overcome the limitations of existing noise spectroscopy methods, and highlight the importance of finding predictive models to accurately characterize the underlying environment. Extending our work to multiqubit systems would enable spatially-resolved quantum sensing of complex environments and quantum device characterization, notably to identify correlated noise between qubits, which is crucial for practical realization of quantum error correction.
• Abstract（参考訳）: 量子系に影響を及ぼす環境の特徴化と理解は、その物理的性質を解明し、より良い量子デバイスを設計する上で重要である。 我々は,単純な予測ノイズモデルに単一量子ビットの劣化を引き起こす量子環境の低減手法を開発した。 量子ノイズスペクトロスコピーに触発された我々のアプローチは、様々な量子ビット力学の下で観測された全てのデコヒーレンスと互換性のある「自己整合」な古典的ノイズスペクトルを定義することである。 ナノスケールの空間分解能で、ダイヤモンド中の2つの電子スピンが経験するノイズを特徴付けることによって、我々のアプローチのパワーと限界を実証する。 本研究は,既存のノイズスペクトル法の限界を克服し,基礎となる環境を正確に特徴付けるための予測モデルを見つけることの重要性を強調した。 我々の研究をマルチキュービットシステムに拡張することで、複雑な環境の空間分解された量子センシングと量子デバイスの特徴、特に量子誤り訂正の実用的な実現に欠かせない量子ビット間の相関ノイズを特定することができる。

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