非马尔可夫1/f噪声下单量子比特与双量子比特超导量子门的仿真

非马尔可夫1/f噪声是超导量子比特退相干的主要来源,但其缓慢变化的特性对精确模拟提出了重大挑战。该研究团队开发了层级运动方程(HEOM)框架,可高效可靠地模拟1/f噪声下的量子比特动力学及门操作。通过该方法,首次揭示了微扰量子主方程可能无法正确重构耦合于慢速浴环境的量子比特退相位动力学。研究人员进一步分析了考虑有限脉冲持续时间的动态解耦序列,发现不同脉冲序列会导致误差累积的差异行为:所有X-CPMG序列均呈现具有奇偶效应的线性增长,Y-CPMG序列遵循二次增长,而交替XY型序列能显著抑制误差累积。最后,该工作将框架扩展至双量子比特交叉共振(CR)门,通过重构完整的Choi矩阵和泡利转移矩阵(PTM),识别出1/f噪声诱导的非相干误差。这些成果确立了HEOM作为超导电路环境噪声模拟的稳健方法,并为单/双量子比特门的误差机制提供了新见解。

量科快讯