Hardware für Quantencomputer
Welche Aussage beschreibt die Energierelaxationszeit T1 eines Qubits richtig?
- ADie Dauer einer einzelnen Quantengatter-Operation
- BDie charakteristische Zeit, in der der angeregte Zustand |1⟩ seine Energie an die Umgebung abgibt und in den Grundzustand |0⟩ zurückkehrt
- CDie Zeit, die der Kryostat braucht, um die Qubits von Raumtemperatur auf die Betriebstemperatur abzukühlen
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Antwort: B. Die charakteristische Zeit, in der der angeregte Zustand |1⟩ seine Energie an die Umgebung abgibt und in den Grundzustand |0⟩ zurückkehrt
T1 ist die Zeitkonstante des Vorgangs, bei dem ein in |1⟩ präpariertes Qubit Energie verliert und nach |0⟩ zurückkehrt; die Wahrscheinlichkeit, sich in |1⟩ zu befinden, nimmt etwa wie exp(−t/T1) ab. Bei supraleitenden Qubits ist die Hauptursache Energie, die in die Verdrahtung, das Substrat und Defekte an Oberflächen abfließt. Zusammen mit T2, der Zeit bis zum Verlust der Phaseninformation einer Superposition, gibt sie an, wie lange ein Qubit Information halten kann. T1 und T2 sind endlich wegen der Dekohärenz, bei der das Qubit mit seiner Umgebung wechselwirkt und seine Quanteneigenschaften verliert, und korrektes Rechnen erfordert Gatterzeiten, die viel kürzer als T1 und T2 sind.