העובדה שהמידע מקודד באמצעות מערכות קוונטיות הרגישות לרעשים והפרעות, מה שמביא לשגיאות, מהווה חסם משמעותי לפיתוח מחשב קוונטי בר-קיימא. הפיתוח של מחשבים קוונטיים מתמודד עם קושי גדול בתיקון שגיאות אלו. החלפת קיוביטים במהודים, מערכות קוונטיות עם מצבים מוגדרים יותר מאשר שניים בלבד, מציעה אלטרנטיבה בת קיימא. ניתן להשוות מצבים אלה למיתר גיטרה, שיכול לרטוט בדרכים רבות ושונות.
עם זאת, שליטה במצבי מהוד היא אתגר. עכשיו, טכנולוגיה קוונטית ב- אוניברסיטת צ'למרס פיתחה טכניקה לשליטה במצבים הקוונטיים של האור בחלל תלת מימדי. הטכניקה מאפשרת למדענים ליצור למעשה את כל מצבי האור הקוונטיים שהוכחו בעבר.
סימון גספרינטי, שהיא ראש קבוצת מחקר בניסויים פיזיקת הקוונטים ב-Chalmers ואחד הכותבים הבכירים של המחקר, אמר, "הראינו שהטכנולוגיה שלנו עומדת בקנה אחד עם הטובים בעולם."
מרינה קודרה, דוקטורנטית במחלקה למיקרוטכנולוגיה וננו-מדעים והמחברת הראשית של המחקר, אמרה: "מצב השלב המעוקב הוא משהו שמדעני קוונטים רבים מנסים ליצור בפועל כבר עשרים שנה. העובדה שעכשיו הצלחנו לעשות זאת בפעם הראשונה ממחישה עד כמה הטכניקה שלנו עובדת טוב, אבל ההתקדמות החשובה ביותר היא שיש כל כך הרבה מצבים במורכבות משתנה, ומצאנו טכניקה שיכולה ליצור כל אחד מהם. ”
מדענים שלטו בתכונות המכאניות הקוונטיות של פוטונים על ידי הפעלת סט של פולסים אלקטרומגנטיים הנקראים שערים. הם השתמשו באלגוריתם כדי לייעל רצף ספציפי של שערי תזוזה פשוטים ושערי SNAP מורכבים כדי ליצור את מצב הפוטונים. כאשר התברר שהשערים המורכבים ארוכים מדי, גילו המדענים פתרון לקצרם על ידי מיקסום הפולסים האלקטרומגנטיים עם טכניקות בקרה אופטימליות.
סימון גספרינטי אמרה, "השיפור הדרסטי במהירות של שערי ה-SNAP שלנו אפשר לנו למתן את ההשפעות של דה-קוהרנטיות בבקר הקוונטי שלנו, ודחף את הטכנולוגיה הזו צעד אחד קדימה. הראינו שליטה מלאה במערכת המכאנית הקוונטית שלנו."
מרינה קודרה אמרה, "או, בניסוח פיוטי יותר, לכדתי את האור במקום שבו הוא משגשג ועיצבתי אותו בצורות יפות באמת."
מערכת פיזיקלית מעולה הייתה נחוצה גם כדי להשיג מטרה זו.
פר דלסינג אמר, "בצ'למרס, יש לנו את הסטאק המלא לבניית א מחשב קוונטי, מתיאוריה לניסוי, הכל תחת קורת גג אחת. פתרון האתגר של תיקון שגיאות הוא צוואר בקבוק מרכזי בפיתוח מחשבים קוונטיים בקנה מידה גדול, והתוצאות שלנו מהוות הוכחה לתרבות ולדרכי העבודה שלנו".
עיון ביומן:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg, et al. הכנה חזקה של מדינות שליליות של Wigner עם רצפי SNAP-Displacement אופטימליים. PRX קוונטי. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
