Sensores cuánticos con qubits superconductor ajustables: optimización y aceleración

Resumen La detección y la metrología son cruciales tanto en la ciencia fundamental como en aplicaciones prácticas. Satisfacen la demanda constante de datos precisos, lo que permite evaluaciones más confiables de la validez de los modelos teóricos. Los sensores, que ahora son una característica común en muchos campos, desempeñan un papel vital en aplicaciones como la imagenología de gravedad, la geología, la navegación, la seguridad, la cronometraje, la espectroscopía, la química, la magnetometría, la atención médica y la medicina. Los avances en tecnologías cuánticas han despertado interés en emplear sistemas cuánticos como sensores, ofreciendo capacidades mejoradas y nuevas posibilidades. Este artículo describe la optimización de la detección mejorada cuánticamente de flujos magnéticos con un algoritmo de estimación de fase de Kitaev basado en qubits transmon ajustables en frecuencia. Proporciona el punto óptimo de polarización de flujo para sensores con diferentes frecuencias de transición de qubits y da una estimación de las tasas de decoherencia y la sensibilidad alcanzable. Se comparan en simulación los estados entrelazados de 2 y 3 qubits con el caso de un solo qubit. La precisión de la detección de flujo alcanza 10 − 8 ⋅ Φ 0 y escala inversamente con el tiempo, lo que demuestra la aceleración de la detección con alta precisión final.