非微扰CPMG标度律与三能级驱动下编译超导量子比特控制的失效:单量子比特研究

超导量子比特中的退相干现象源于多能级动力学与结构化环境噪声的相互作用,然而微扰模型无法捕捉所有相关特征。该研究团队开发的EmuPlat平台将指令集架构层面的波形生成与1/f非马尔可夫纯退相环境下的分层运动方程(HEOM)相结合。在所得的非微扰体系中——滤波函数预测已失去定量意义——三能级超导transmon的CPMG标度行为揭示了一个校准结果、两项物理发现和一个结构性零值:Y-CPMG表现出轴依赖的标度律破缺(非单调退相干、部分相干复苏及显著的X-Y布居不对称性0.204 vs <0.01),其驱动机制为被环境记忆效应放大的第三能级非谐性;X-CPMG则保持良好幂律标度特性,其有限n值瞬态超额与非马尔可夫环境记忆效应相符。结构性零值同样具有信息量:标准实现与VPPU实现的波形级差异在所有耦合强度下均不可检测,证明旋转框架纯退相耦合会使控制层细节对标度观测量不可见。这些发现构建了可实验验证的预测体系,其中最易验证的预测仅需定性确认即可。

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提交arXiv: 2026-03-31 10:07

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