量子コンピュータのハードウェア
量子ビットの位相緩和時間 T2 とエネルギー緩和時間 T1 の関係として、正しいものはどれか。
- AT2 は T1 と無関係に決まり、T1 の100倍以上になることもよくある
- BT2 はどの量子ビットでも T1 と等しい
- CT2 は 2T1 を超えない
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正解：C. T2 は 2T1 を超えない
T2 は、重ね合わせ α|0⟩ + β|1⟩ の相対位相の情報が失われるまでの時間です。エネルギー緩和が起きれば位相の情報も失われるので、1/T2 = 1/(2T1) + 1/Tφ(Tφ は周波数のゆらぎなどによる純粋な位相緩和の時間)の関係があり、T2 ≤ 2T1 になります。例えば T1 = 100 µs、Tφ = 150 µs なら、T2 は約86 µs です。実際の量子ビットでは、磁束や電荷の雑音による周波数のゆらぎのために、T2 が 2T1 よりかなり短いことがよくあります。
- A. エネルギー緩和は位相の情報も失わせるので、T2 が 2T1 を超えることはありません。
- B. 純粋な位相緩和がなければ T2 = 2T1、あれば 2T1 より短くなり、T1 と等しいとは限りません。
- C. 正しい。1/T2 = 1/(2T1) + 1/Tφ なので、T2 ≤ 2T1 です。