Physics
Le qubit : Rabi, Ramsey, décohérence
Un système à deux niveaux que l'on peut piloter et lire, et les trois temps qui le ruinent. Oscillations de Rabi dans un champ résonnant, l'impulsion π, les franges de Ramsey, la relaxation T₁, le déphasage T₂ et le T₂* que la dispersion d'un ensemble ajoute par-dessus - tout sur la sphère de Bloch, avec soixante-quatre spins qui s'ouvrent en éventail et l'écho de Hahn qui les referme. Chaque courbe est mesurée contre sa forme fermée.
Ce qui se passe
Un spin sur une sphère, piloté par un champ micro-onde et oublieux. Un champ résonant le fait basculer du nord au sud et retour - oscillations de Rabi - et une impulsion de la bonne durée est une impulsion π. Laissé seul, le vecteur relaxe vers le nord en T₁ et perd sa phase en T₂ ; un ensemble de spins aux fréquences légèrement différentes s'éparpille bien plus vite, et c'est cet éparpillement qu'une expérience de Ramsey voit comme des franges qui s'éteignent. L'écho de Hahn retourne les spins à mi-chemin et les phases éparpillées se refocalisent - la dispersion statique annulée, le vrai T₂ reste. Essayez Rabi, puis Ramsey, puis l'écho, et regardez quelle décroissance chacun annule.
Équations du module
Équations
du/dt = −Δv − u/T₂, dv/dt = Δu − Ωw − v/T₂, dw/dt = Ωv − (w − 1)/T₁
Oscillations de Rabi : P₁ = sin²(Ωt/2); impulsion π à t = π/Ω
Ramsey: P₁ = ½[1 + cos(Δτ) e^{−τ/T₂} e^{−σ²τ²/2}]
Écho de Hahn: l'impulsion π compense la propagation statique de la fréquence, mais pas la relaxation avec la constante de temps T₂
