論文の概要: Random Pulse Sequences for Qubit Noise Spectroscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00909v2
- Date: Tue, 4 Jun 2024 20:20:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-07 04:46:49.395939
- Title: Random Pulse Sequences for Qubit Noise Spectroscopy
- Title（参考訳）: 量子ノイズスペクトロスコピーのためのランダムパルスシーケンス
- Authors: Kaixin Huang, Demitry Farfurnik, Alireza Seif, Mohammad Hafezi, Yi-Kai Liu,
- Abstract要約: クビットノイズスペクトロスコピーは、オープン量子系の実験的研究にとって重要なツールである。
ここでは、スペクトル密度を素早く特徴づける別の方法について述べる。
現実的な物理系, 自己集合量子ドット上でのランダムパルス列の性能のシミュレーションにより, ノイズスペクトルの抽出における桁違いの高速化が明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7782749017947664
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Qubit noise spectroscopy is an important tool for the experimental investigation of open quantum systems. However, conventional techniques for implementing noise spectroscopy are time-consuming, because they require multiple measurements of the noise spectral density at different frequencies. Here we describe an alternative method for quickly characterizing the spectral density. Our method uses mathematical techniques for phase retrieval, in order to generate random pulse sequences with carefully-controlled correlations among the pulses, which can measure arbitrary linear functionals of the noise spectrum. Such measurements allow us to estimate $k$'th-order moments of the noise spectrum, as well as to reconstruct sparse noise spectra via compressed sensing. Our simulations of the performance of the random pulse sequences on a realistic physical system, self-assembled quantum dots, reveal a speedup of an order of magnitude in extracting the noise spectrum, compared to conventional dynamical decoupling approaches.
- Abstract（参考訳）: クビットノイズスペクトロスコピーは、オープン量子系の実験的研究にとって重要なツールである。
しかし、異なる周波数での雑音スペクトル密度を複数測定する必要があるため、従来のノイズスペクトル実装手法は時間を要する。
ここでは、スペクトル密度を素早く特徴づける別の方法について述べる。
本手法は, 位相抽出のための数学的手法を用いて, ノイズスペクトルの任意の線形関数を計測できるパルス間相関を慎重に制御したランダムパルス列を生成する。
このような測定により、ノイズスペクトルの$k$'th-order モーメントを推定し、圧縮センシングによりスパーススペクトルを再構成することができる。
現実的な物理系, 自己集合量子ドット上でのランダムパルス列の性能のシミュレーションにより, 従来の動的デカップリング法と比較して, ノイズスペクトルの抽出における桁違いの高速化が示された。
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