Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)· 2025· Ön baskı
Doğrusal Olmayan Bozunma Dinamiklerinin Mühendisliği: Süperiletken İşlemcilerde Darbe Seviyesinde Kontrol ve Yazılım Tanımlı Kübit Kurtarma
Engineering Non-Linear Decay Dynamics: Pulse-Level Control and Software-Defined Qubit Rescue on Superconducting Processors
- 801atıf
- 2025yıl
Kısa özet
Araştırmacılar, süperiletken kübitler üzerinde "Yazılım Tanımlı Donanım" optimizasyon tekniği göstererek, "Talimat Seviyesinde Kalibrasyon Enjeksiyonu" kullanarak AC Stark darbeleri uyguladılar ve malzeme kusurlarından kaynaklanan koherans kaybını azalttılar.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Hasarlı bir kübitte (Q150) T2* ≈ 6.36 µs koherans süresi ile Ramsey saçakları başarıyla restore edildi.
- "Stark Kurtarma" protokolü, standart CPMG dinamik ayrıştırma yöntemine kıyasla kübit koherans süresini %11.3 oranında (8.17 µs'ye karşılık 7.34 µs, p=0.042) uzattı.
- Mühendisliklenmiş gürültü altında topolojik bir alan duvarının dijital simülasyonu, standart modellerden (SSE ≈ 0.0085) önemli ölçüde daha iyi performans gösteren sigmoidal bir kararlılık eşiği (SSE ≈ 0.0008) gösterdi.
- Teknik, özel darbe seviyesi Hamiltonyen mühendisliğini enjekte etmek için standart derleyici kısıtlamalarını atlar.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
The scalability of Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices is currently constrained by material defects, specifically Two-Level Systems (TLS) that induce resonant decoherence in superconducting qubits. This study presents a comprehensive experimental analysis using the IBM Quantum ibm_fez processor to demonstrate "Software-Defined Hardware" optimization. By employing a novel "Instruction-Level Calibration Injection" technique, we bypass standard compiler constraints to inject continuous off-resonant AC Stark drives ($N_{shots} = 4096$). Methodology The experiment utilizes a Floquet engineering approach to perform pulse-level Hamiltonian engineering. We implement custom instruction-level calibrations to apply continuous off-resonant AC Stark drives, effectively modifying the qubit frequency to avoid resonant interactions with defect states. Key Findings The application of this protocol yielded three primary results: Spectral Decoupling: Successfully restored Ramsey fringes in a defect-limited qubit (Q150), achieving a coherence time of $T_2^* \approx 6.36 \: \mu\text{s}$. Protocol Benchmarking: The "Stark Rescue" protocol demonstrated a statistical advantage over standard CPMG dynamical decoupling. It extended coherence time by 11.3% ($T_2^{Stark} = 8.17 \: \mu\text{s}$ vs. $T_2^{CPMG} = 7.34 \: \mu\text{s}$; $p = 0.042$, Bootstrap t-test). Topological Simulation: Digital simulation of a topological domain wall under engineered correlated noise revealed a sigmoidal stability threshold ($SSE \approx 0.0008$), significantly outperforming standard exponential models ($SSE \approx 0.0085$). Conclusion These results confirm that pulse-level Hamiltonian engineering can effectively reclaim compromised hardware resources on current NISQ platforms. Keywords NISQ, Superconducting Qubits, Two-Level Systems (TLS), Floquet Engineering, AC Stark Effect, IBM Quantum, Dynamical Decoupling, Quantum Control.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research), 2025 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Yapay Zeka
Artificial IntelligenceComputer Science