Faptul că informațiile sunt codificate folosind sisteme cuantice care sunt susceptibile la zgomot și interferențe, ceea ce duce la erori, este o barieră semnificativă în calea dezvoltării unui computer cuantic viabil din punct de vedere realist. Dezvoltarea calculatoarelor cuantice se confruntă cu o dificultate majoră în corectarea acestor erori. Înlocuirea qubiților cu rezonatoare, sisteme cuantice cu mai multe stări specificate decât doar două, oferă o alternativă viabilă. Aceste stări pot fi comparate cu o coardă de chitară, care poate vibra în multe moduri diferite.
Cu toate acestea, controlul stărilor unui rezonator este o provocare. Acum, tehnologia cuantică la Universitatea de Tehnologie din Chalmers a dezvoltat o tehnică pentru a controla stările cuantice ale luminii într-o cavitate tridimensională. Tehnica le permite oamenilor de știință să genereze practic toate stările cuantice ale luminii demonstrate anterior.
Simone Gasparinetti, care este șef al unui grup de cercetare în domeniul experimental fizica cuantica la Chalmers și unul dintre autorii principali ai studiului, a spus: „Am demonstrat că tehnologia noastră este la egalitate cu cea mai bună din lume.”
Marina Kudra, doctorand la Departamentul de Microtehnologie și Nanoștiință și autorul principal al studiului, a spus: „Starea de fază cubică este ceva pe care mulți oameni de știință cuantici au încercat să o creeze în practică timp de douăzeci de ani. Faptul că acum am reușit să facem acest lucru pentru prima dată demonstrează cât de bine funcționează tehnica noastră, dar cel mai important progres este că există atât de multe stări de complexitate diferită și am găsit o tehnică care poate crea oricare dintre ele. ”
Oamenii de știință au controlat proprietățile mecanice cuantice ale fotoni prin aplicarea unui set de impulsuri electromagnetice numite porti. Ei au folosit un algoritm pentru a optimiza o secvență specifică de porți de deplasare simple și porți SNAP complexe pentru a genera starea fotonilor. Când porțile complexe s-au dovedit a fi excesiv de lungi, oamenii de știință au descoperit o soluție pentru a le scurta prin maximizarea impulsurilor electromagnetice cu tehnici de control optime.
Simone Gasparinetti a spus: „Îmbunătățirea drastică a vitezei porților noastre SNAP ne-a permis să atenuăm efectele decoerenței în controlerul nostru cuantic, împingând această tehnologie cu un pas înainte. Am demonstrat controlul deplin asupra sistemului nostru mecanic cuantic.”
Marina Kudra a spus: „Sau, pentru a spune mai poetic, am capturat lumina într-un loc în care prosperă și am modelat-o în forme cu adevărat frumoase.”
Un sistem fizic superior a fost, de asemenea, necesar pentru a atinge acest obiectiv.
Per Delsing a spus, „La Chalmers, avem stiva completă pentru construirea unui computer cuantic, de la teorie la experiment, totul sub un singur acoperiș. Rezolvarea provocării de corectare a erorilor este un blocaj major în dezvoltarea computerelor cuantice la scară largă, iar rezultatele noastre sunt dovada culturii și modalităților noastre de lucru.”
Referința jurnalului:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg și colab. Pregătirea robustă a stărilor negative Wigner cu secvențe optimizate de deplasare SNAP. PRX Quantum. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
