量子比特以0.9999的保真度生存的最长时间是什么？

量子比特幸存下来的记录时间让我很感兴趣。

physical-qubit experiment fidelity

— 丹尼尔·托德拉（Daniel Tordera）
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我想这是我在这个答案中提到的那个，从退相干时间开始，您应该可以计算出保真度降至某个值以下的时间

— M. Stern

这个数字似乎有些随意。为什么不是0.999或0.99999？

— 离散蜥蜴

从上面链接的Zhong等人在Nature 2015中的图4b可以看出，（a）是的，如@M所建议。据实验所知，这可能是介于任意时间接近零到最多10分钟之间的任何时间，具体取决于旋转动力学的细节。

— agaitaarino '18 -4-12

您是说“内存”量子位生存时间最长（即坐在那里，实际上什么都没做）还是“计算”量子位生存时间最长（即正在积极执行门运算的时间）？

— Mithrandir24601

Answers:

好吧，有史以来最长的相干时间，我发现这本2013年出版的科学名为《使用Silicon-28的电离施主进行室温量子位存储超过39分钟》，这表明量子位持续了超过39分钟；但是，它们的保真度仅为81％。（这是用于计算的量子位，而不是内存存储。有关内存存储，请参阅M. Stern的链接。）

但是，您正在寻找具有高保真度的量子位。在那种情况下，我发现了2014年的《自然纳米技术》，题为在相干30秒的纳米电子设备中（在arXiv的替代链接中）存储30秒钟的量子信息，但是保真度大于99.99％，这正是您所需要的。正在寻找。我发现的大多数其他论文的保真度为99.99％或更高，其相干时间以纳秒或微秒为单位。

我会继续寻找。

— 希瑟
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非常感谢您的回答！的确，第二篇文章恰好涵盖了我所需要的内容，并且给人留下了深刻的印象！

— Daniel Tordera '18

不幸的是，对于2013年和2014年的论文，保真度都是错误的。第一篇论文的81％较低，因为他们只是试图表明他们可能会干扰系统并保持连贯性（他们成功达到81％）。第二篇论文仅在0.000秒内保持0.9999保真度！（请参见附录中的图S2c）。正如作者们所承认的那样（请参见我对我的回答的最后评论），“尽管上面讨论了记录的相干时间，但我们的结果与从整体合奏中获得的结果不匹配[6-8]”。参考文献8是2013年的论文，其持续时间更长。

— user1271772

我不确定为什么我不能编辑评论，但是0.000秒应该说0.0002秒。同样，对于第一个实验的保真度，如果他们不试图干扰系统，则其保真度高于81％。看我的答案。

— user1271772

我认为您不能在固定的一段时间后编辑@ user1271772的注释。

— Tejas Shetty

答案： 2013年在1.08秒时的保真度为0.9999：http ： //science.sciencemag.org/content/342/6160/830.full？ijkey = uhZaDNPnwgTdA

$T_2$

希瑟提到的81％呢？：Heather引用的81％的保真度实际上是在指别的东西。在同一篇论文中，他们想表明他们可以改变样品的温度，同时仍将自旋保持一致的叠加。在6分钟内将样品温度从4.2K逐渐升高到300K，在此处保持2分钟，然后在4分钟内逐渐降低回4.2K。在完成所有这些操作之后，旋转相对于起始状态而言令人印象深刻地保持了81％的保真度。

$T_2$

$T_2$ $^{31}$ $^+$ $T_2$

— 用户名
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但是，请注意，在通过具有T2的（单）指数函数表征衰减（并从该函数进行内插）与实验获得价值0.9999保真度的数据点之间的根本区别。

— agaitaarino '18

@agaitaarino：他们在2014年的论文中说他们在30秒后获得了0.9999保真度的单个数据点吗？他们从补编图S2中的Rabi振荡数据获得了保真度，其中每个保真度都使用了很多点。

— user1271772

@agaitaarino您所指的0.9999来自附录中的图S2b和S2c，最多最多为0.0002秒，而不是30秒！由于您提到的确切原因，我们不知道在30秒（或180分钟）时这些保真度是多少：拟合曲线并外推超过6个数量级是可疑的。如果要将本文与我提到的文章进行比较，请参阅补遗中图S1的T2倍摘要。这些都无法接近2013年论文中的180分钟T2。不幸的是，它们仅在0.0002秒内达到了0.9999的保真度

— user1271772 '18年

@agaitaarino：如果您想知道相干以保真度0.9999持续的时间，则为1.08秒，比2014年论文中的最大值（最多0.0002秒）大4个数量级。

— user1271772

@agaitaarino：2014年的论文承认它们没有达到2013年论文所达到的相干时间，并且非常谨慎地说它们仅创了固态单旋转的记录。“尽管上面讨论了记录的相干时间，但我们的结果与在整体合奏中获得的结果不匹配[6-8]”，参考文献8是2013年的论文。“这目前代表固态中任何单个量子比特的记录一致性。” 请注意，他们说的是“单个”量子位和“固态”。“在31P + spin中达到了T2> 30 s的固态单量子位的新记录”请注意，30s是T2！

— user1271772