Physics
Кубит: Раби, Рамзей, декогеренция
Двухуровневая система, которой можно управлять и которую можно считать, — и три времени, которые её губят. Осцилляции Раби в резонансном поле, π-импульс, полосы Рамзея, релаксация T₁, дефазировка T₂ и T₂*, которое ансамбль добавляет сверху из-за разброса, — всё на сфере Блоха, с шестьюдесятью четырьмя спинами, которые веером расходятся и которых эхо Хана собирает обратно. Каждая кривая сверена со своей замкнутой формой.
Что происходит
Один спин на сфере, ведомый микроволновым полем и забывающий. Резонансное поле качает его с севера на юг и обратно — осцилляции Раби, — и импульс верной длины это π-импульс. Оставленный в покое, вектор релаксирует к северу за T₁ и теряет фазу за T₂; ансамбль спинов с чуть разными частотами расходится веером гораздо быстрее, и этот веер эксперимент Рамзея видит как затухающие полосы. Эхо Хана переворачивает спины на полпути, и разошедшиеся фазы сходятся обратно — статический разброс снят, истинное T₂ остаётся. Попробуйте Раби, потом Рамзея, потом эхо и смотрите, какое затухание каждое снимает.
Уравнения модуля
Уравнения
du/dt = −Δv − u/T₂, dv/dt = Δu − Ωw − v/T₂, dw/dt = Ωv − (w − 1)/T₁
Осцилляции Раби: P₁ = sin²(Ωt/2); π-импульс при t = π/Ω
Ramsey: P₁ = ½[1 + cos(Δτ) e^{−τ/T₂} e^{−σ²τ²/2}]
Эхо Хана: π-импульс компенсирует статический разброс частот, но не релаксацию T₂
