Physics
Il qubit: Rabi, Ramsey, decoerenza
Un sistema a due livelli che si può pilotare e leggere, e i tre tempi che lo rovinano. Oscillazioni di Rabi in un campo risonante, l'impulso π, le frange di Ramsey, il rilassamento T₁, il defasamento T₂ e il T₂* che la dispersione di un insieme aggiunge sopra - tutto sulla sfera di Bloch, con sessantaquattro spin che si aprono a ventaglio e l'eco di Hahn che li richiude. Ogni curva è misurata contro la sua forma chiusa.
Cosa succede
Uno spin su una sfera, guidato da un campo a microonde e smemorato. Un campo risonante lo porta da nord a sud e ritorno - oscillazioni di Rabi - e un impulso della lunghezza giusta è un impulso π. Lasciato solo, il vettore rilassa verso nord in T₁ e perde la fase in T₂; un insieme di spin con frequenze un po' diverse si apre a ventaglio molto prima, e quel ventaglio è ciò che un esperimento di Ramsey vede come frange che decadono. L'eco di Hahn capovolge gli spin a metà strada e le fasi sparse si rifocalizzano - la dispersione statica annullata, il vero T₂ resta. Prova Rabi, poi Ramsey, poi l'eco, e guarda quale decadimento ciascuno annulla.
Equazioni del modulo
Equazioni
du/dt = −Δv − u/T₂, dv/dt = Δu − Ωw − v/T₂, dw/dt = Ωv − (w − 1)/T₁
Rabi: impulso P₁ = sin²(Ωt/2), π su t = π/Ω
Ramsey: P₁ = ½[1 + cos(Δτ) e^{−τ/T₂} e^{−σ²τ²/2}]
Eco di Hahn: l'impulso π compensa la diffusione statica della frequenza, ma non il rilassamento con costante temporale T₂
