論文の概要: Quantum Sensing from Gravity as Universal Dephasing Channel for Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.03256v1
• Date: Wed, 5 Jun 2024 13:36:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-06 18:10:52.629045
• Title: Quantum Sensing from Gravity as Universal Dephasing Channel for Qubits
• Title（参考訳）: 量子ビットの普遍的デフォーカスチャネルとしての重力からの量子センシング
• Authors: Alexander V. Balatsky, Pedram Roushan, Joris Schaltegger, Patrick J. Wong,
• Abstract要約: 重力赤方偏移とアハロノフ・ボーム相の一般的な現象を明らかにする。 絡み合った量子状態は普遍的な速度で脱相することを示す。 精密重力計と機械ひずみ計のための量子センサとして,量子ビットプラットフォームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.96816488439435
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the interaction of a transmon qubit with a classical gravitational field. Exploiting the generic phenomena of the gravitational redshift and Aharonov-Bohm phase, we show that entangled quantum states dephase with a universal rate. The gravitational phase shift is expressed in terms of a quantum computing noise channel. We give a measurement protocol based on a modified phase estimation algorithm which is linear in the phase drift, which is optimal for measuring the small phase that is acquired from the gravitation channel. Additionally, we propose qubit-based platforms as quantum sensors for precision gravitometers and mechanical strain gauges as an example of this phenomenon's utility. We estimate a sensitivity for measuring the local gravitational acceleration to be $\delta g/g \sim 10^{-7}$. This paper demonstrates that classical gravitation has a non-trivial influence on quantum computing hardware, and provides an illustration of how quantum computing hardware may be utilized for purposes other than computation. While we focus on superconducting qubits, we point the universal nature of gravitational phase effects for all quantum platforms.
• Abstract（参考訳）: トランスモン量子ビットと古典的な重力場との相互作用について検討する。 重力赤方偏移とアハロノフ・ボーム相の一般的な現象を爆発させることで、絡み合った量子状態が普遍的な速度で脱相することを示す。 重力相シフトは量子コンピューティングノイズチャネルの言葉で表される。 重力流路から得られる小さな位相を測定するのに最適である位相ドリフトにおいて線形な位相推定アルゴリズムを改良した位相推定アルゴリズムに基づく測定プロトコルを提案する。 さらに,この現象の応用例として,精密重力計と機械ひずみ計の量子センサとして,量子ビットプラットフォームを提案する。 局所重力加速度を測定する感度を$\delta g/g \sim 10^{-7}$と推定する。 本稿では、古典重力が量子コンピューティングハードウェアに非自明な影響を与えていることを示し、量子コンピューティングハードウェアが計算以外の目的でどのように利用されるかを示す。 超伝導量子ビットに焦点をあてる一方で、全ての量子プラットフォームに対する重力相効果の普遍的性質を指摘する。

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