Физики смоделировали считывание андреевского кубита без анцилл с точностью до 99,85%

Физики из Пекинского технологического института и Университета Сан-Паулу представили схему считывания андреевских кубитов без использования вспомогательных анцилл-кубитов в журнале Physical review. B. doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗. Метод основан на регистрации макроскопического переменного сверхтока, который возникает в джозефсоновском переходе на квантовой точке за счет квантовой интерференции собственных состояний. Моделирование показало, что точность считывания произвольных суперпозиций составляет 99,52%, 99,81% и 99,85% в зависимости от числа измерений doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗.

Классические протоколы неразрушающего квантового измерения требуют переноса состояния на вспомогательные системы, что увеличивает аппаратные затраты и требует постоянной переинициализации. В исследуемой архитектуре квантовая точка сформирована в нанопроволоке из арсенида индия, соединенной со сверхпроводниками в замкнутый контур. Интерференция состояний порождает нестационарный эффект Джозефсона без приложения внешнего напряжения doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗.

Динамика интерференционного сверхтока

Авторы установили, что параметры суперпозиции полностью закодированы во временной зависимости возникающего тока doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗. Постоянная составляющая сверхтока и амплитуда его колебаний определяют соотношение вероятностей состояний 0 и 1. Момент начала осцилляций указывает на относительную фазу между компонентами суперпозиции, что позволяет восстановить исходное состояние кубита doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗.

Индуктивная детекция через СКВИД

Для регистрации сигнала исследователи предложили использовать слабосвязанный сверхпроводящий квантовый интерферометр (СКВИД). Прибор измеряет слабое магнитное поле, индуцированное сверхтоком в цепи квантовой точки doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗. Слабая связь сводит обратное влияние детектора к минимуму, позволяя приблизиться к неразрушающему пределу измерений в условиях реального шума doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗.

По заявлению исследователей, предложенная схема исключает необходимость сброса кубита после измерений и базируется на параметрах доступных сегодня материалов и измерительных приборов doi.orgPhysical review. B./Physical review. Bdoi.orgОткрыть источник ↗.