Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1.Oscylacje Rabiego – masery, rezonans magnetyczny, qubity 2. Spooky action at distance – splątywanie qubitów ( Wykład 4 ) Czy obiekty makroskopowe zachowują

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1.Oscylacje Rabiego – masery, rezonans magnetyczny, qubity 2. Spooky action at distance – splątywanie qubitów ( Wykład 4 ) Czy obiekty makroskopowe zachowują"— Zapis prezentacji:

1 1.Oscylacje Rabiego – masery, rezonans magnetyczny, qubity 2. Spooky action at distance – splątywanie qubitów ( Wykład 4 ) Czy obiekty makroskopowe zachowują się kwantowo?

2 Prototyp qubitu – spin w polu magnetycznym Geometryczna reprezentacja 2-level system – Bloch sphere Wektory bazowe: -spin równoległy do osi oz |0>; -spin antyrównoległy do osi oz |1>

3 Precesja spinu wokół osi OZ || B z prędkością kątową: B=B z Stany |0> i |1> są stanami własnymi dla B =Bz Stan startowy: Stan końcowy:

4 B= (B x cos( t), 0, B z ) Rabi oscillations XY obraca się z p względem osi OZ => rotating frame approximation W rezonansie spin rotujący wokół B z widzi stałe pole magnetyczne w kierunku osi Y => zaczyna względem niego obracać się* *Można pokazać, że sinusoidalne pole w kierunku osi OX składa się z dwóch pól wirujących w przeciwnych kierunkach z prędkością i amplitudą równą połowie amplitudy pola sinusoidalnego

5 Ortogonalność = równoległość… 2r=1 Wyprowadzenie algebraiczne na tablicy oscylacji Rabiego…

6 Maser (Laser), NMR etc. Deterministyczne otrzymywanie stanu wzbudzonego i podstawowego i wzbudzonego itd: Impuls obraca układ ze stanu podstawowego do wzbudzonego lub odwrotnie: MASER (microwave amplification by stimulated emission of radiation) Badanie relaksacji poprzecznej i podłużnej magnetyzacji (równanie Blocha) -> dr inż. Tykarski NMR – nuclear magnetic resonance from Feynman (tom III, rozdz. 9)

7 Dygresja: Datta-Das Spin FET gate

8 Molekuła amoniaku, spin, qubit = 2 level system SPINAmoniak QUBIT = sztuczny atom!!! Elementy diagonalne – energie własne, jeśli nie ma zaburzeń (= pole magnetyczne tylko w kierunku osi OZ dla spinu, brak pola elektrycznego dla amoniaku czy qubita ) Elementy niediagonalne – zaburzające, coupling terms, powodujące przejścia między pierwotnymi stanami własnymi

9 Superconducting qubit design fast flux line Transmon qubit λ/4 JJ Readout Resonator (non-linear) Mikrofale kontrolujące stan qubitu (przy pomocy oscylacji Rabiego): -przejścia do stanu wzbudzonego (obroty o na sferze Blocha), -umieszczanie qubitu w superpozycji stanów własnych (obroty o dowolny kąt). => Kąt o jaki obróci się stan na sferze Blocha jest proporcjonalny do czasu impulsu mikrofalowego i jego natężenia (amplitudy pola elektrycznego) Read-out: - Wysyłamy impuls mikrofalowy i mierzymy falę odbitą, - przesunięcie w fazie będzie inne dla stanu podstawowego i stanu wzbudzonego, - powtarzamy taką sekwencję N = 5-10tys. razy, aby obliczyć prawdopodobieństwo przebywania w stanie podstawowym i w stanie wzbudzonym (P(|0>)=n/N, n –ile razy zmierzyliśmy stan podstawowy |2> |1> |0> 1 Energia wzbudzenia qubitu (można zmieniać strumieniem pola magnetycznego!!!)

10 Qubit spectroscopy f cav drive frequency

11 Rabi oscillations for qubit Każdy punkt to prawdopodobieństwo przebywania w stanie wzbudzonym po wysłaniu impulsu mikrofalowego o czasie trwania t. Każdy punkt jest obliczony jako średnia wielu tysięcy pomiarów (ensamble average). t [ns] Obrót na sferze Blocha o Obrót na sferze Blocha o 2 Zanik amplitudy z czasem to efekt przypadkowej relaksacji stanu wzbudzonego do stanu podstawowego (czas T1)

12 2 coupled qubits = sztuczna cząsteczka

13 Sample i(t) 1 mm 200 µm qubits readout resonator coupling capacitor 50 µm Josephson junction frequency control fast flux line Transmon qubit λ/4 JJ coupling capacitor Readout Resonator

14 qubit 50 µm Junctions 200 nm transmon squid drive & readout frequency control Sample (contd.)

15 Bringing the Qubits in Resonance fluxline I current (a.u.) Qubit II Qubit I

16 Bringing the Qubits in Resonance – Avoided level crossing fluxline I current (a.u.) g = MHz Qubit II Qubit I

17 Observing the Quantum Swap visibility 5.13 GHz 5.32GHz 6.82 GHz 6.42 GHz Drive QB I QB II QB I f 01 Swap Duration 6.67 GHz 6.03GHz X -obrót o na sferze Blocha Flux line, wybór energii qubitu Qubity w rezonansie Najlepszy T1 Najlepszy kontrast przy odczycie kręcenie stanem qubitu, read-out Sprawdzenie stanu rezonatorów


Pobierz ppt "1.Oscylacje Rabiego – masery, rezonans magnetyczny, qubity 2. Spooky action at distance – splątywanie qubitów ( Wykład 4 ) Czy obiekty makroskopowe zachowują"

Podobne prezentacje


Reklamy Google