O fato de as informações serem codificadas usando sistemas quânticos suscetíveis a ruídos e interferências, o que resulta em erros, é uma barreira significativa para o desenvolvimento de um computador quântico viável de forma realista. O desenvolvimento de computadores quânticos enfrenta uma grande dificuldade na correção desses erros. Substituir qubits por ressonadores, sistemas quânticos com mais estados especificados do que simplesmente dois, oferece uma alternativa viável. Esses estados podem ser comparados a uma corda de violão, que pode vibrar de muitas maneiras diferentes.
No entanto, controlar os estados de um ressonador é um desafio. Agora, a tecnologia quântica no Universidade Chalmers de Tecnologia desenvolveu uma técnica para controlar os estados quânticos da luz em uma cavidade tridimensional. A técnica permite que os cientistas gerem praticamente todos os estados quânticos de luz previamente demonstrados.
Simone Gasparinetti, que lidera um grupo de pesquisa em física quântica em Chalmers e um dos autores seniores do estudo, disse, “Mostramos que nossa tecnologia está a par das melhores do mundo.”
Marina Kudra, estudante de doutorado do Departamento de Microtecnologia e Nanociência e principal autora do estudo, disse: “O estado de fase cúbica é algo que muitos cientistas quânticos tentam criar na prática há vinte anos. O fato de termos conseguido fazer isso pela primeira vez demonstra o quão bem nossa técnica funciona, mas o avanço mais importante é que existem tantos estados de complexidade variável, e encontramos uma técnica que pode criar qualquer um deles. ”
Os cientistas controlaram as propriedades mecânicas quânticas de fótons aplicando um conjunto de pulsos eletromagnéticos chamados portas. Eles usaram um algoritmo para otimizar uma sequência específica de portas de deslocamento simples e portas SNAP complexas para gerar o estado dos fótons. Quando os portões complexos se mostraram excessivamente longos, os cientistas descobriram uma solução para encurtá-los, maximizando os pulsos eletromagnéticos com técnicas de controle ideais.
Simone Gasparinetti disse: “A melhoria drástica na velocidade de nossos portões SNAP nos permitiu mitigar os efeitos da decoerência em nosso controlador quântico, levando essa tecnologia um passo à frente. Mostramos controle total sobre nosso sistema mecânico quântico.”
Marina Kudra disse, “Ou, para colocar de forma mais poética, capturei a luz em um lugar onde ela prospera e a moldei em algumas formas verdadeiramente belas.”
Um sistema físico superior também era necessário para atingir esse objetivo.
Por Delsing dito, “Na Chalmers, temos a pilha completa para construir um computador quântico, da teoria ao experimento, tudo sob o mesmo teto. Resolver o desafio da correção de erros é um grande gargalo no desenvolvimento de computadores quânticos em larga escala, e nossos resultados são a prova de nossa cultura e formas de trabalhar.”
Jornal de referência:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg, et al. Preparação robusta de estados negativos de Wigner com sequências de deslocamento SNAP otimizadas. PRX Quântico. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
