Chercheurs de qubit supraconducteurs: le mouvement de votre TLS?

J'ai un système supraconducteur avec des dizaines de qubits, chacun pouvant être réglé en utilisant un flux DC.

L'une des principales tâches d'une manipulation cohérente des qubits est de trouver de bonnes fréquences de ralenti et des points de fonctionnement pour les portes enchevêtrées. Cet effort est confondu par les systèmes à deux niveaux (TLS), qui provoquent une relaxation rapide de l'énergie et provoquent des dégâts généraux sur la manipulation cohérente.

J'ai passé beaucoup de temps à trouver un bon ensemble de fréquences de ralenti et de points de fonctionnement, tout en considérant les emplacements des TLS, puis un jour je suis venu au laboratoire et ils s'étaient déplacés! J'ai dû tout recommencer.

Je veux en savoir plus sur comment et pourquoi le mouvement de TLS, et s'il est possible de contrôler le mouvement. Dans le cadre de mes recherches, je souhaite interroger la communauté et voir à quoi ressemble l'expérience des autres avec ce problème.

Les fréquences de résonance du TLS fluctuent en raison de leur interaction avec le TLS voisin, qui se produit par interaction dipolaire électrique ou par la contrainte mécanique locale dans le matériau. Si un TLS à basse énergie (inférieur à kB * T) est impliqué, celui-ci peut changer son état de manière aléatoire en raison de l'activation thermique. Le changement résultant du champ électrique local ou de la déformation peut également désaccorder TLS à une énergie plus élevée qui se situe dans la plage de réglage du qubit. Voici un document théorique à ce sujet: https://arxiv.org/abs/1503.01637

Ce processus est appelé «diffusion spectrale» et ne peut probablement être évité qu'en améliorant les matériaux des circuits pour réduire la densité TLS (et donc les interactions). Mais même sans processus thermiques, un TLS peut être piégé dans un puits métastable à longue durée de vie dont l'échappement par tunnel peut prendre des heures, des jours, voire des années.

TLS peut être désaccordé en fréquence en contrôlant la déformation mécanique dans l'échantillon, voir cet article qui traite également des interactions TLS: https://www.nature.com/articles/ncomms7182

Voici un article de synthèse qui résume les effets de décohérence de TLS sur les qubits supraconducteurs et les résonateurs: https://arxiv.org/abs/1705.01108