Asjaolu, et teave on kodeeritud kvantsüsteemide abil, mis on vastuvõtlikud mürale ja häiretele, mille tulemuseks on vead, on oluline takistus reaalselt elujõulise kvantarvuti väljatöötamisel. Kvantarvutite arendamine seisab silmitsi suurte raskustega nende vigade parandamisel. Kumbitide asendamine resonaatoritega, kvantsüsteemidega, mille olekud on täpsemad kui lihtsalt kaks, pakub elujõulist alternatiivi. Neid olekuid võib võrrelda kitarri keelega, mis võib vibreerida mitmel erineval viisil.
Resonaatori olekute juhtimine on aga väljakutse. Nüüd, kvanttehnoloogia kohas Chalmersi Tehnikaülikool on välja töötanud tehnika valguse kvantolekute juhtimiseks kolmemõõtmelises õõnes. See tehnika võimaldab teadlastel luua peaaegu kõik varem demonstreeritud valguse kvantseisundid.
Simone Gasparinetti, kes on eksperimentaalse uurimisrühma juht kvantfüüsika Chalmersis ja üks uuringu vanemautoreid ütles: "Oleme näidanud, et meie tehnoloogia on võrdne maailma parimaga."
Mikrotehnoloogia ja nanoteaduste osakonna doktorant ja uuringu juhtiv autor Marina Kudra ütles: "Kuupfaasi olek on midagi, mida paljud kvantteadlased on proovinud praktikas luua kakskümmend aastat. Asjaolu, et meil õnnestus see nüüd esimest korda teha, näitab, kui hästi meie tehnika töötab, kuid kõige olulisem edasiminek on see, et on nii palju erineva keerukusega olekuid ja oleme leidnud tehnika, millega saab luua ükskõik millise neist. ”
Teadlased kontrollisid selle kvantmehaanilisi omadusi footonid rakendades elektromagnetiliste impulsside komplekti, mida nimetatakse väravateks. Nad kasutasid footonite oleku genereerimiseks algoritmi, et optimeerida lihtsate nihkeväravate ja keeruliste SNAP-väravate kindlat järjestust. Kui keerulised väravad osutusid liiga pikkadeks, avastasid teadlased lahenduse nende lühendamiseks, maksimeerides elektromagnetilisi impulsse optimaalsete juhtimismeetoditega.
Simone Gasparinetti ütles: "Meie SNAP-väravate kiiruse drastiline paranemine võimaldas meil leevendada meie kvantkontrolleri dekoherentsi mõju, lükates seda tehnoloogiat ühe sammu edasi. Oleme näidanud täielikku kontrolli oma kvantmehaanilise süsteemi üle.
Marina Kudra ütles: "Või poeetilisemalt öeldes jäädvustasin valgust kohas, kus see õitseb, ja kujundasin selle mõnes tõeliselt ilusas vormis."
Selle eesmärgi saavutamiseks oli vaja ka paremat füüsilist süsteemi.
Per Delsing ütles, „Meil on Chalmersis täielik virn a ehitamiseks kvantarvuti, teooriast katseni, kõik ühe katuse all. Vigade parandamise väljakutse lahendamine on suur kitsaskoht suuremahuliste kvantarvutite arendamisel ning meie tulemused on tõestuseks meie kultuurist ja tööviisidest.
Ajakirja viide:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg jt. Wigner-negatiivsete olekute tõhus ettevalmistamine optimeeritud SNAP-i nihkejärjestustega. PRX Quantum. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
