Del Sistema D-Wave 2X ™ e Introducción al Hardware D-Wave Quantum
- Blindado a 50,000 × menos que el campo magnético de la Tierra
- En un alto vacío: la presión es 10 mil millones de veces menor que la presión atmosférica
- Enfriado a 180x más frío que el espacio interestelar (0.015 Kelvin)
El sistema de protección magnética actual logra campos de menos de 1 nanoTesla (nT) en tres dimensiones en todo el volumen del procesador. Esto se logra mediante un sistema que comprende cinco escudos cilíndricos concéntricos, algunos de ellos metales de alta permeabilidad y otros superconductores. Integrados, en los procesadores, hay sensores magnéticos que miden el campo ambiental. Se aplican campos magnéticos contrarios que ponen a cero el campo en estos sensores. Luego, la temperatura del conjunto se reduce lentamente, y las pantallas superconductoras se superconducen y ‘bloquean’ el campo a cero en su lugar.
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[…] Los experimentos indican que este mismo ruido persiste en frecuencias de hasta 1 GHz y es una fuente dominante de eliminación de fases en bits cuánticos superconductores sensibles al flujo (qubits). Por lo tanto, la reducción del ruido de flujo presenta un obstáculo importante para la realización exitosa de computadoras cuánticas escalables que se basan en qubits basados en flujo.
De [1309.4530] Supresión de la decoherencia del espín electrónico del centro NV del diamante por un campo magnético transversal
En los sistemas de espín acoplados, la superposición coherente de los estados de espín que evolucionan en presencia de ruido magnético pierden su coherencia de espín debido a los campos magnéticos que fluctúan localmente
[…]
Se han desarrollado varios enfoques para extender el tiempo de coherencia del espín NV-electrón, incluida la ingeniería de un sistema de espín desprovisto de acoplamientos magnéticos mediante el uso de diamante magnéticamente puro (12C); desacoplamiento dinámico del espín sondeado del entorno ruidoso a través de secuencias de pulsos múltiples, como Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) o desacoplamiento dinámico Uhrig (UDD) [20,21]; o la desintonización activa de las fluctuaciones de rotación del baño con un gran campo magnético externo [22]. Todos estos métodos son efectivos para proteger la coherencia de rotación del centro NV de entornos ruidosos y, al hacerlo, mejoran los tiempos de coherencia. Por ejemplo, se logró un tiempo de coherencia de giro de electrones de varios milisegundos a temperatura ambiente [12] y aproximadamente medio segundo a 77 K [23] para los centros NV en diamante 12C isotópicamente puro. Como resultado, el centro NV se ha propuesto como una plataforma ideal para el desarrollo de procesadores de información cuántica y magnetómetros ultrasensibles.
De la decoherencia de los centros de vacantes de nitrógeno cerca de la superficie debido al ruido del campo eléctrico (énfasis mío)
Mostramos que el ruido del campo eléctrico de las fluctuaciones de carga superficial puede ser una fuente importante de decoherencia de espín para los centros de vacantes de nitrógeno (NV) cercanos a la superficie en diamantes. Esta conclusión se basa en el aumento de la coherencia de rotación observada cuando la superficie del diamante está cubierta con líquidos de alta constante dieléctrica, como el glicerol.
De las implicaciones del ruido superficial para la coherencia motriz de los iones atrapados
El ruido eléctrico de las superficies metálicas es un obstáculo importante para las aplicaciones cuánticas con iones atrapados debido al calentamiento por movimiento de los iones. Aquí, discutimos cómo la misma fuente de ruido también puede conducir a la eliminación de los estados cuánticos de movimiento. El mecanismo es particularmente relevante a pequeñas distancias de superficie iónica, imponiendo así una nueva restricción en la miniaturización de trampas.
La única implementación de control de calidad que no es ultrasensible al ruido EM (y a menudo también térmico) son las computadoras cuánticas lineales ópticas, simplemente porque los fotones a bajas energías no interactúan con otros fotones (de los que están hechos los campos eléctricos y magnéticos). Son sensibles a otras cosas (como las vibraciones mecánicas).
Esta es la razón por la cual el desarrollo de una buena corrección de errores probablemente será crucial para construir computadoras cuánticas prácticas. Aunque si tenemos suerte, quizás esquivemos esa bala una segunda vez (inicialmente las computadoras clásicas no funcionarían debido a tales problemas, pero luego la necesidad de una corrección de errores sofisticada desapareció porque se desarrolló un hardware muy preciso y confiable, como como el transistor semiconductor).
