Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Optimasi kontrol kuantum merupakan teknik untuk mengontrol suatu sistem kuantum melalui pulsa medan eksternal. Teori tersebut digunakan untuk mencapai tujuan tertentu pada pengukuran kuantum hingga menghasilkan presisi yang maksimum. Penelitian ini berfokus pada optimasi kontrol pada sistem kuantum hibrida antara sirkuit Qubit Superkonduktor Transmon dengan Nitrogen Vacancy Centers Ensemble. Sirkuit tersebut dihubungkan dengan Transmission Line Resonator yang dibantu oleh driving field. Metode optimasi pulsa yang diterapkan pada sistem ini menggunakan algoritma Chopped RAndom Basis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi kontrol yang diterapkan pada driving field dapat meningkatkan nilai fidelitas transfer state dari 92% sampai 100% untuk menghasilkan gerbang kuantum c-phase dalam waktu 1.1 ns.

---

Quantum control optimization is a technique for controlling a quantum system through external field pulses. The theory is used to achieve certain goals in quantum measurements to produce maximum precision. This research focuses on control optimization on a hybrid quantum system between the Transmon Superconducting Qubit circuit and the Nitrogen Vacancy Centers Ensemble. The circuit is connected to a Transmission Line Resonator assisted by a driving field. The pulse optimization method applied to this system uses the Chopped Random Basis algorithm. The results show that the control optimization applied to the driving field can increase the transfer state fidelity value from 92% until 100% to produce a c-phase quantum gate in 1.1 ns."

"Sebuah sistem kuantum terbuka rentan terhadap dekoherensi. Pada sebuah nitrogen-vacancy (NV) center qubit, dekoherensi disebabkan karena noise acak pada frekuensi Larmor yang muncul akibat interaksi dengan spin bath di sekitarnya. Peluruhan yang terjadi bersifat Gaussian, yang berarti proses ini secara matematik dapat dimodelkan dengan proses Ornstein-Uhlenbeck (OU). Kalkulasi teoretik dilakukan untuk menentukan parameter OU yang cocok berdasarkan besaran yang diperoleh dari eksperimen. Penulis mempelajari efek delta noise yang mengakibatkan dekoherensi dan menemukan bahwa ia mengganggu pulsa dengan durasi panjang. Sementara itu, ketidakpastian amplitudo kontrol, yang disebut epsilon noise dan dimodelkan pula dengan proses OU, bertanggung jawab mengakibatkan dephasing pada pulsa kontrol, yang menganggu operasi dengan banyak pulsa. Bersama-sama, keduanya mengganggu operasi qubit sebagaimana ditunjukkan dengan hasil simulasi beberapa dynamical decoupling (DD) sequences. Untuk melawan efek dari kedua OU noise ini, penulis mempelajari performa algoritma quantum optimal control (QOC) yang bernama Dressed Chopped Random Basis (dCRAB) dalam membentuk pulsa kontrol, dengan meminimasi sebuah cost function yang dirumuskan dengan sesuai. Pengurangan cost function rata-rata sebesar 37% diperoleh dengan optimisasi cepat dari pulsa kontrol. Pulsa-pulsa teroptimisasi ini, dipalikasikan pada DD sequences yang sama, menunjukkan peningkatan performa yang lebih dekat dengan versi idealnya.

---

Open quantum systems are vulnerable to decoherence. In a nitrogen-vacancy (NV) center qubit, decoherence is caused by a random noise on the Larmor frequency resulting from the interaction with the surrounding spin bath. The resulting decay is Gaussian, which suggests that the Ornstein-Uhlenbeck (OU) process may be used to model the decoherence mathematically. A theoretical calculation is done to find the appropriate OU parameters based on experimentally obtained quantities and serves as the foundation for the numerical simulations. The author studies the effect of the decoherence-inducing delta noise and finds that it interrupts pulses with long durations. Meanwhile, the pulse amplitude uncertainty, called the epsilon noise and likewise modeled as an OU process, is responsible for the dephasing of control pulses, interrupting the qubit for operations with many pulses. Together, these noises interrupt the qubit operations, as exhibited by the simulation results of several dynamical decoupling (DD) sequences. To counteract the effect of the OU noises, the author studies the performance of the Dressed Random Choppedc Basis (dCRAB) quantum optimal control (QOC) algorithm in shaping the control pulses, by minimizing an aptly formulated cost function. An average cost function reduction of 37% is obtained from quick optimizations of the control pulses. These optimized pulses, applied to the same DD sequences, show increased performance closer to the ideal version."

"Komputer kuantum sangat penting dalam merevolusi berbagai teknologi, seperti nanoteknologi, keamanan informasi, dan bioinformatika dengan efisiensi pemrosesan informasi dan kecepatan komputasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dekohesi, yang disebabkan oleh lingkungan atau sifat intrinsik sistem kuantum, mengganggu informasi dan mengurangi akurasi komputasi. Untuk meminimalkan dekohesi, metode dan algoritma koreksi kesalahan kuantum (QEC) telah diusulkan dan didemonstrasikan pada berbagai platform fisik pada suhu rendah, seperti sirkuit superkonduktor, atom Rydberg, dan ion terperangkap. Pada suhu kamar, realisasi QEC dengan pusat-pusat nitrogen-vakansi (NV) di dalam berlian menjadi sangat menarik karena sifat pusat-pusat ini yang menjanjikan, memiliki waktu koherensi spin yang relatif lama dan dapat diinisialisasi serta dibaca secara optik. Di sini, kami menyelidiki potensi realisasi skema QEC tiga-qubit sederhana berulang di mana kami menggunakan tiga qubit NV yang digabungkan bersama melalui kopling dipolar. Kami telah menggunakan sirkuit yang sudah dikembangkan untuk menghubungkan tiga NV yang dapat dianggap sebagai titik awal untuk skema koreksi kesalahan yang disebut proses pengkodean. Setelah bagian ini, bagian dekoding telah dikembangkan dengan dan tanpa kesalahan. Dekomposisi yang sesuai telah dipilih untuk realisasi gerbang Toffoli tiga-qubit untuk proses koreksi. Sirkuit lengkap ini dapat memperbaiki kesalahan flip bit atau flip fase dalam satu putaran koreksi kesalahan. Pekerjaan ini akan membuka jalan untuk mewujudkan QEC lima-qubit dengan NV pada suhu kamar untuk melindungi qubit dari kesalahan qubit tunggal yang sewenang-wenang.

---

Quantum computers are vital in revolutionizing various technologies, such as nanotechnologies, information security, and bioinformatics with their efficient information processing and unprecedented computation speed. The decoherence, caused by the environment or intrinsic properties of quantum systems, disturbs the information and reduces computation accuracy. To minimize decoherence quantum error correction (QEC) methods and algorithms have been proposed and demonstrated in various physical platforms at low temperatures, such as superconducting circuits, Rydberg's atoms, and trapped ions. At room temperature, the QEC realization with nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond has become very attractive due to the promising nature of the centers that have a relatively long spin coherence time and can be initialized and read out optically. Here, we investigate the potential realization of a simple repetitive three-qubit QEC scheme in which we have used three NV qubits coupled together via dipolar coupling. We have used an already-developed circuit for the coupling of three NVs which can be regarded as the starting point for the error correction scheme called encoding process. Following this part, the decoding part has been developed with and without errors. A suitable decomposition has been chosen for the realization of the Three-qubit Toffoli gate for the correction process. This complete circuit can correct either bit flip or phase flip errors in a single round of error correction. This work will pave the way for realizing a five-qubit QEC with NVs at room temperature to protect a qubit against any arbitrary single-qubit error."