Магнитометрия сверхпроводниковым искусственным атомом - трансмоном на базе алгоритмов оценки фазы/ Соловьев А.А.

5 сентября Центр фундаментальных и прикладных исследований ВНИИА им. Н.Л. Духова проводит традиционный Объединенный семинар лаборатории № 176 (физики микро- и наноструктур) и лаборатории № 118 (сверхпроводящих и квантовых технологий)Докладчик: Соловьев А.А. (Ярополов Т.А., Ромашкин Р.В., Лебедев А.В) ВНИИА им. Н.Л. ДуховаТема: Магнитометрия сверхпроводниковым искусственным атомом - трансмоном на базе алгоритмов оценки фазыАбстракт: Принципиальным отличием квантовых сенсоров является их способность достигать предела Гейзенберга в точности измерения, при котором ошибка измерения уменьшается по закону 1/t, где t — общее время измерения. В то время как классические сенсоры ограничены пределом дробового шума с масштабированием 1/√t, квантовые технологии позволяют существенно превзойти эти ограничения. В докладе представлены теоретические основы квантовой метрологии, особый акцент сделан на достижимой точности измерений и ограничениях, накладываемых различными типами шумов. Помимо общей теории представлена экспериментальная реализация измерения магнитного поля с применением различных алгоритмов оценки фазы— алгоритмов Китаева, квазиклассического преобразования Фурье и линейного восходящего метрологического алгоритма (LAMA) на сверхпроводниковом трансмоне. Теоретический анализ показывает, что использование трансмона в режиме кудита при измерении магнитного поля позволяет повысить точность измерений в соответствии с законом 1/(d-1), где d - размерность гильбертова пространства сенсора. Экспериментальные результаты подтверждают превосходство квантовых сенсоров над классическими и преодоление предела дробового шума, также показано преимущество использования кутритных сенсоров (d=3) по сравнению с традиционными кубитными сенсорами (d=2).