El hecho de que la información se codifique utilizando sistemas cuánticos que son susceptibles al ruido y la interferencia, lo que da lugar a errores, es una barrera importante para el desarrollo de un ordenador cuántico realista y viable. El desarrollo de las computadoras cuánticas enfrenta una gran dificultad para corregir estos errores. Reemplazar qubits con resonadores, sistemas cuánticos con estados más específicos que simplemente dos, ofrece una alternativa viable. Estos estados pueden compararse con una cuerda de guitarra, que puede vibrar de muchas formas diferentes.
Sin embargo, controlar los estados de un resonador es un desafío. Ahora, la tecnología cuántica en el Universidad Tecnológica de Chalmers ha desarrollado una técnica para controlar los estados cuánticos de la luz en una cavidad tridimensional. La técnica permite a los científicos generar prácticamente todos los estados cuánticos de luz demostrados anteriormente.
Simone Gasparinetti, jefa de un grupo de investigación en experimentación la física cuántica en Chalmers y uno de los autores principales del estudio, dijo: “Hemos demostrado que nuestra tecnología está a la altura de las mejores del mundo”.
Marina Kudra, estudiante de doctorado en el Departamento de Microtecnología y Nanociencia y autora principal del estudio, dijo: “El estado de fase cúbica es algo que muchos científicos cuánticos han estado tratando de crear en la práctica durante veinte años. El hecho de que ahora hayamos logrado hacer esto por primera vez demuestra lo bien que funciona nuestra técnica, pero el avance más importante es que hay tantos estados de diversa complejidad, y hemos encontrado una técnica que puede crear cualquiera de ellos. ”
Los científicos controlaron las propiedades mecánicas cuánticas de fotones aplicando un conjunto de pulsos electromagnéticos llamados puertas. Utilizaron un algoritmo para optimizar una secuencia específica de puertas de desplazamiento simples y puertas SNAP complejas para generar el estado de los fotones. Cuando las puertas complejas resultaron ser demasiado largas, los científicos descubrieron una solución para acortarlas maximizando los pulsos electromagnéticos con técnicas de control óptimas.
Simone Gasparinetti dijo, “La drástica mejora en la velocidad de nuestras puertas SNAP nos permitió mitigar los efectos de la decoherencia en nuestro controlador cuántico, impulsando esta tecnología un paso adelante. Hemos demostrado un control total sobre nuestro sistema mecánico cuántico”.
Marina Kudra dijo, “O, para decirlo de manera más poética, capturé la luz en un lugar donde prospera y le di forma en algunas formas verdaderamente hermosas”.
También era necesario un sistema físico superior para lograr este objetivo.
Por Delsing dijo, “En Chalmers, tenemos la pila completa para construir un computadora cuántica, de la teoría al experimento, todo bajo un mismo techo. Resolver el desafío de la corrección de errores es un cuello de botella importante en el desarrollo de computadoras cuánticas a gran escala, y nuestros resultados son una prueba de nuestra cultura y formas de trabajar”.
Referencia de la revista:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg, et al. Preparación robusta de estados negativos de Wigner con secuencias de desplazamiento SNAP optimizadas. PRX cuántico. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
