量子物理
[提交于 2025年2月2日
]
标题: 超导量子比特的加速噪声光谱分析
标题: Expedited Noise Spectroscopy of Transmon Qubits
摘要: 近年来,量子计算硬件的物理实现取得了巨大进展,使我们比以往任何时候都更接近实现量子计算的承诺。 然而,在扩大当今量子处理器规模时,噪声仍然是一个关键挑战。 虽然退相干限制了量子比特在存在不可控噪声源的情况下长时间存储信息的能力,但状态制备和测量控制方法的错误实施会导致量子电路的故障实现。 传统的噪声光谱协议可以表征和建模环境噪声,但通常资源消耗大且耗时。 此外,底层噪声的性质可能随时间变化,使得噪声轮廓提取变得无用,因为这种新信息无法被用来改进量子纠错或动态解耦协议。 在本工作中,我们使用基于机器学习的方法快速提取多个量子比特的噪声光谱,并展示了一种可能的噪声缓解策略。 该过程包括实施低要求的动态解耦序列以记录被研究量子比特的相干衰减,然后借助在合成数据集上预训练的卷积神经网络预测底层噪声光谱。 尽管我们的协议几乎与硬件无关,但我们使用IBM量子平台上可用的超导量子比特验证了其有效性。 我们进一步利用这些快速获得但准确的噪声光谱来设计定制的动态解耦序列并进行时间依赖的噪声光谱分析。
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