キュービットが0.9999の忠実度で生き延びた最長時間は？

量子ビットが生き残った記録的な時間にかなり興味をそそられます。

physical-qubit experiment fidelity

私はそれが私が言及した一つだと思うこの回答デコヒーレンス時間からあなたが忠実度は、いくつかの値を下回るまでの時間を計算することができるはず、

— M.スターン

数字は少しarbitrary意的です。なぜ0.999または0.99999ではないのですか？

— 離散トカゲ

上にリンクしたZhong et al Nature 2015の図4bから、（a）はい、@ M.Sternによって示唆されているように、数は推定できます（約1秒未満ですか？）が、実際にはそうでした実験的に測定されていないため、スピンダイナミクスの詳細に応じて、任意にゼロに近い時間から最大で10分までの間の任意の時間になります。

— -agaitaarino

「記憶」キュービットが生き残った最長時間（つまり、実際に何もせずに座っている）または「計算」キュービットが生き残った最長時間（すなわち、積極的にゲートが実行されているもの）を意味しますか？

— Mithrandir24601

回答:

さて、これまでで最長のコヒーレンス時間で、シリコン28のイオン化されたドナーを使用した39分を超える室温量子ビットストレージというタイトルの2013年のこの科学を見つけています。ただし、これらの忠実度は81％しかありませんでした。（これは、メモリストレージではなく、計算で使用されるキュービット用です。メモリストレージについては、M。スターンのリンクを参照してください。）

しかし、あなたは忠実度の高いキュービットを探しています。その場合、私は、30秒間コヒーレントであったナノエレクトロニクスデバイス（arXivへの代替リンク）に30秒間量子情報を保存するというタイトルのNature Nanotechnologyを見つけましたが、忠実度は99.99％を超えていました。探しています。私が見つけている他のほとんどの論文は、99.99％以上の忠実度で、ナノ秒またはマイクロ秒でコヒーレンス時間を測定しています。

私は探し続けます。

— ヘザー
ソース

答えてくれてありがとう！確かに、この2番目の論文は私が必要とするものを正確にカバーしており、かなり印象的です！

— ダニエルトルデラ

残念ながら、この答えは2013年の論文と2014年の論文の両方の忠実度にとって間違っています。最初の論文の81％は、システムを妨害し、一貫性を維持できることを示しようとしていたため、低かった（最大81％成功した）。2番目の論文は、わずか0.000秒で0.9999の忠実度を維持します!!! （補足の図S2cを参照）。著者が認めているように（私の答えに対する私の最後のコメントを参照）、「上記の記録の一貫性の時間にもかかわらず、我々の結果はバルクアンサンブル[6–8]で得られたものと一致しない」。参照8は2013年の論文で、はるかに長く続きます。

— user1271772

コメントを編集できない理由はわかりませんが、0.000秒は0.0002秒と言ってください。また、最初の実験の忠実度は、システムを妨害しようとしない場合の81％を超えています。私の答えをご覧ください。

— user1271772

一定の期間が経過すると、@ user1271772のコメントを編集できないと思います。

— Tejas Shetty

回答： 2013年の1.08秒での0.9999の忠実度：http ://science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full?ijkey=uhZaDNPnwgTdA

詳細：は180分、つまり3時間でした。 $T_2$

ヘザーが言及した81％はどうですか？：ヘザーが引用する81％の忠実度は、実際には他の何かを指していました。同じ論文で、彼らはスピンをコヒーレントな重ね合わせで維持しながら、サンプルの温度を変えることができることを示したかった。サンプルは、6分かけて徐々に4.2Kから300Kに温度を上げ、2分間保持し、その後4分かけて徐々に4.2Kに戻しました。それをすべて行った後、スピンは開始状態に関して81％の忠実度を印象的に維持していました。

しかし、サンプルの熱平衡を大きく乱す場合でもコヒーレンスを維持できることを示したい12分間の実験は、コヒーレンスが300分間（5時間）生き残った実験で測定した3時間よりもはるかに温度を1.2Kで一定に保ちます。 $T_2$

0.9999の忠実度を持つ2014年の論文はどうですか？：これは、サプリメントの図S2cからのもので、最大0.0002秒です。30秒または180分で忠実度を取得したい場合は、サプリメントの図S1の回を見てください。これらはすべて、2013年の論文よりも桁違いに小さいことがわかります。 $T_2$

著者はこれを3回認めています
。1）「上記の記録の一貫性の時間にもかかわらず、私たちの結果はバルクアンサンブル[6–8]で得られた結果と一致しません。」参考文献8は2013年の論文です。
2）「これは現在、固体状態の任意の単一キュービットの記録の一貫性を表しています。」彼らは「シングル」キュービットと「ソリッドステート」と言うことに注意してください。
3）「これは、 Pスピンで > 30秒の固体単一キュービットの新しい記録に到達した」30秒がT2であることに注意してください!! これは、上記の = 180分よりもはるかに小さくなります。 $T_2$ $^{31}$ $^+$ $T_2$

— user1271772
ソース

ただし、T2を使用した（およびその関数から内挿する）（単）指数関数による減衰の特性評価と、0.9999忠実度に相当するデータポイントの実験的な取得との基本的な違いに注意してください。

— あがいたありの

@agaitaarino：2014年の論文では、30秒後に0.9999の忠実度で単一のデータポイントを取得したと言っていますか？彼らは、サプリメントの図S2のラビ振動データから忠実度を取得しました。ここでは、各忠実度に多くのポイントが使用されています。

— user1271772

@agaitaarino参照する0.9999は、サプリメントの図S2bおよびS2cからのもので、最大で30秒ではなく0.0002秒になります！あなたが述べた正確な理由のために、これらの忠実度が30秒（または180分）にあるかどうかはわかりません：曲線への適合と6桁以上の外挿は疑わしいです。この論文を私が言及した論文と比較したい場合は、付録の図S1のT2時間の要約を参照してください。これらのいずれも、2013年の論文では180分のT2に近づいていません。残念ながら、彼らは唯一の0.0002sのための0.9999忠実度を達成している

— user1271772

@agaitaarino：一貫性が私の論文で0.9999の精度で持続した時間を知りたい場合、それは1.08秒であり、2014年の論文の最大で0.0002秒である4桁の大きさです。

— user1271772

@agaitaarino：2014年の論文は、2013年の論文で達成されたコヒーレンス時間に達していないことを認めており、固体状態でのシングルスピンの記録を立てただけだと非常に注意しています。「上記の記録の一貫性時間にもかかわらず、我々の結果はバルクアンサンブル[6–8]で得られたものと一致しません」参照8は2013年の論文です。「これは現在、固体状態の単一キュービットの記録の一貫性を表しています。」彼らは「シングル」キュービットと「ソリッドステート」と言うことに注意してください。「これは、31P +スピンでT2> 30秒の固体単一キュービットの新しい記録に到達した」30秒がT2であることに注意してください!!

— user1271772