論文の概要: Physics-informed tracking of qubit fluctuations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.09212v1
• Date: Sun, 14 Apr 2024 10:41:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-16 14:58:08.933283
• Title: Physics-informed tracking of qubit fluctuations
• Title（参考訳）: 量子ビットゆらぎの物理インフォームドトラッキング
• Authors: Fabrizio Berritta, Jan A. Krzywda, Jacob Benestad, Joost van der Heijden, Federico Fedele, Saeed Fallahi, Geoffrey C. Gardner, Michael J. Manfra, Evert van Nieuwenburg, Jeroen Danon, Anasua Chatterjee, Ferdinand Kuemmeth,
• Abstract要約: 物理インフォームドおよび適応ベイズ推定戦略を実装し,それを半導体スピン量子ビットにリアルタイムで適用する。 この戦略は、Fokker-Planck方程式に従って量子コントローラ内の確率分布を伝搬する。 この戦略は、適切な更新方程式を調整して、異なるノイズ源を捕捉することで、他のキュービットプラットフォームに適用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.798654837751112
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Environmental fluctuations degrade the performance of solid-state qubits but can in principle be mitigated by real-time Hamiltonian estimation down to time scales set by the estimation efficiency. We implement a physics-informed and an adaptive Bayesian estimation strategy and apply them in real time to a semiconductor spin qubit. The physics-informed strategy propagates a probability distribution inside the quantum controller according to the Fokker-Planck equation, appropriate for describing the effects of nuclear spin diffusion in gallium-arsenide. Evaluating and narrowing the anticipated distribution by a predetermined qubit probe sequence enables improved dynamical tracking of the uncontrolled magnetic field gradient within the singlet-triplet qubit. The adaptive strategy replaces the probe sequence by a small number of qubit probe cycles, with each probe time conditioned on the previous measurement outcomes, thereby further increasing the estimation efficiency. The combined real-time estimation strategy efficiently tracks low-frequency nuclear spin fluctuations in solid-state qubits, and can be applied to other qubit platforms by tailoring the appropriate update equation to capture their distinct noise sources.
• Abstract（参考訳）: 環境変動は固体量子ビットの性能を低下させるが、原理的には推定効率によって設定された時間スケールまでリアルタイムハミルトン推定によって緩和することができる。 物理インフォームドおよび適応ベイズ推定戦略を実装し,それを半導体スピン量子ビットにリアルタイムで適用する。 物理インフォームド戦略は、ガリウム-ヒ素中の核スピン拡散の影響を説明するのに適した、フォッカー・プランク方程式に従って量子コントローラ内の確率分布を伝播させる。 所定のキュービットプローブシーケンスによる予測分布の評価と絞りにより、シングルトリップキュービット内の非制御磁場勾配の動的追跡を改善することができる。 適応戦略は、プローブシーケンスを少数のキュービットプローブサイクルに置き換え、前の測定結果に基づいて各プローブ時間を設定することにより、推定効率をさらに高める。 組み合わせたリアルタイム推定戦略は、固体量子ビット内の低周波核スピン変動を効率的に追跡し、適切な更新方程式を調整して異なるノイズ源を捕捉することにより、他の量子ビットプラットフォームに適用することができる。

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