情報がノイズや干渉の影響を受けやすい量子システムを使用してエンコードされ、エラーが発生するという事実は、現実的に実行可能な量子コンピューターの開発に対する重大な障壁です。 量子コンピューターの開発は、これらのエラーを修正する上で大きな困難に直面しています。 量子ビットを共振器、つまり XNUMX つ以上の特定の状態を持つ量子システムに置き換えることは、実行可能な代替手段を提供します。 これらの状態は、さまざまな方法で振動するギターの弦にたとえることができます。
ただし、共振器の状態を制御することは困難です。 現在、量子技術は チャルマース工科大学 三次元キャビティ内の光の量子状態を制御する技術を開発しました。 この技術により、科学者は、これまでに実証された光の量子状態を事実上すべて生成することができます。
実験研究グループの責任者であるシモーネ・ガスパリネッティ 量子物理学 Chalmers で、この研究の上級著者の XNUMX 人は、次のように述べています。 「私たちの技術が世界最高水準にあることを証明しました。」
マイクロテクノロジー・ナノ科学科の博士課程の学生であり、研究の筆頭著者であるマリーナ・クドラは、次のように述べています。 「立方晶相状態は、多くの量子科学者が XNUMX 年間実際に作成しようとしてきたものです。 これを初めて行うことができたという事実は、私たちの手法がいかにうまく機能するかを示していますが、最も重要な進歩は、さまざまな複雑さの非常に多くの状態があり、それらのいずれかを作成できる手法を見つけたことです。 」
科学者は、の量子力学的特性を制御しました 光子 ゲートと呼ばれる一連の電磁パルスを適用することによって。 彼らはアルゴリズムを使用して、単純な変位ゲートと複雑な SNAP ゲートの特定のシーケンスを最適化し、光子の状態を生成しました。 複雑なゲートが長すぎることが判明したとき、科学者は、最適な制御技術を使用して電磁パルスを最大化することでゲートを短くする解決策を発見しました。
シモーネ・ガスパリネッティは、次のように述べています。 「SNAP ゲートの速度が大幅に向上したことで、量子コントローラーのデコヒーレンスの影響を軽減し、この技術を一歩前進させることができました。 私たちは、量子力学システムを完全に制御できることを示しました。」
マリーナ・クドラは言った、 「あるいは、もっと詩的に言えば、光が生い茂る場所で光を捉え、それを真に美しい形に形作りました。」
この目的を達成するには、優れた物理システムも必要でした。
デルシングごと と, 「Chalmers には、 量子コンピューター、理論から実験まで、すべて XNUMX つの屋根の下で。 エラー訂正の課題を解決することは、大規模な量子コンピューターを開発する際の主要なボトルネックであり、私たちの結果は私たちの文化と働き方を証明しています。」
ジャーナルリファレンス：
- マリーナ・クドラ、ミカエル・ケルヴィネン、イングリッド・ストランドバーグ 他最適化された SNAP 変位シーケンスによるウィグナー陰性状態の堅牢な準備。 PRXクォンタム。 DOI： 10.1103 / PRXQuantum.3.030301
