22、量子反馈控制与哲学思考：探索未知的量子世界

量子反馈控制与哲学思考：探索未知的量子世界

反馈控制与自适应检测

在量子测量领域，自适应检测（Adaptivedyne）和外差检测（Heterodyne）是两种重要的检测方式。以图10.3为例，当量子比特初始化为|+⟩状态时，自适应检测在跟踪结果上明显优于外差检测。在t = 13µs时，自适应检测接近理想相位。从轨迹分布来看，在t = 10µs时，由于光子数反作用的抑制，自适应检测的轨迹在后期呈现出环形聚集的形状。从相位反作用统计来看，自适应检测平均的相位反作用更大，这意味着它能获取更多的相位信息。

连续量子纠错

连续量子纠错是量子信息处理中的重要任务。其核心思想是在不破坏量子信息的前提下，测量错误何时发生。
- 实验设置 ：将三个超导量子比特（Q0、Q1、Q2）与两个谐振器（R0、R1）耦合。R0与Q0和Q1电容连接，R1与Q1和Q2连接。每个量子比特对有|00⟩、|01⟩、|10⟩和|11⟩四种状态。奇数奇偶组合（|01⟩、|10⟩）的色散位移相同，偶数组合（|00⟩和|11⟩）会引起约4MHz的频率偏移χ0、χ1。每个谐振器的线宽κ小于χ且小于1MHz。通过将谐振器偏置在奇数状态占据时的共振中心频率，当系统切换到偶数奇偶状态时，谐振器的粒子数会发生变化，但无法通过光谱确定具体是|00⟩还是|11⟩组合。这样就实现了对两个量子比特的完整奇偶测量。
- 纠错过程 ：将量子比特状态对应于泡利σz算符，实验序列返回稳定器σz,0σz,1和σz,1σz,2。对于连续纠错，考虑三量子比特位翻转码的推广，逻辑零和一分别编码为|0L⟩ = |000⟩和|1L⟩ = |111⟩。传统数字实现中