Dejstvo, da so informacije kodirane z uporabo kvantnih sistemov, ki so dovzetni za hrup in motnje, kar ima za posledico napake, je pomembna ovira za razvoj realno izvedljivega kvantnega računalnika. Razvoj kvantnih računalnikov se sooča z velikimi težavami pri odpravljanju teh napak. Zamenjava kubitov z resonatorji, kvantnimi sistemi z bolj določenimi stanji kot le dve, ponuja izvedljivo alternativo. Ta stanja lahko primerjamo s kitarsko struno, ki lahko vibrira na veliko različnih načinov.
Vendar pa je nadzor stanja resonatorja izziv. Zdaj pa kvantna tehnologija pri Tehnološka univerza v Chalmersu je razvil tehniko za nadzor kvantnih stanj svetlobe v tridimenzionalni votlini. Tehnika omogoča znanstvenikom, da ustvarijo skoraj vsa prej dokazana kvantna stanja svetlobe.
Simone Gasparinetti, ki je vodja raziskovalne skupine v eksperimentalnem kvantna fizika pri Chalmersu in eden od višjih avtorjev študije, je dejal, "Pokazali smo, da je naša tehnologija enaka najboljšim na svetu."
Marina Kudra, doktorska študentka na Oddelku za mikrotehnologijo in nanoznanosti ter glavna avtorica študije, je dejala, »Kubično fazno stanje je nekaj, kar mnogi kvantni znanstveniki že dvajset let poskušajo ustvariti v praksi. Dejstvo, da nam je zdaj to uspelo prvič, dokazuje, kako dobro deluje naša tehnika, a najpomembnejši napredek je, da obstaja toliko stanj različne kompleksnosti in da smo našli tehniko, ki lahko ustvari vsako od njih. ”
Znanstveniki so nadzorovali kvantno mehanske lastnosti fotoni z uporabo niza elektromagnetnih impulzov, imenovanih vrata. Uporabili so algoritem za optimizacijo določenega zaporedja enostavnih vrat za premik in kompleksnih vrat SNAP za ustvarjanje stanja fotonov. Ko se je izkazalo, da so kompleksna vrata predolga, so znanstveniki odkrili rešitev za njihovo skrajšanje z maksimiranjem elektromagnetnih impulzov z optimalnimi tehnikami nadzora.
Simone Gasparinetti je dejal, »Drastično izboljšanje hitrosti naših vrat SNAP nam je omogočilo, da smo ublažili učinke dekoherence v našem kvantnem krmilniku, s čimer smo to tehnologijo potisnili korak naprej. Pokazali smo popoln nadzor nad našim kvantnomehanskim sistemom.«
Marina Kudra je rekla, "Ali, povedano bolj poetično, ujel sem svetlobo na mestu, kjer uspeva, in jo oblikoval v nekaj resnično čudovitih oblik."
Za dosego tega cilja je bil potreben tudi vrhunski fizični sistem.
Po Delsingu je dejal, »Pri Chalmersu imamo celoten sklad za gradnjo a kvantni računalnik, od teorije do eksperimenta, vse pod eno streho. Reševanje izziva odpravljanja napak je glavno ozko grlo pri razvoju velikih kvantnih računalnikov in naši rezultati so dokaz naše kulture in načinov dela.«
Referenca dnevnika:
- Marina Kudra, Mikael Kervinen, Ingrid Strandberg idr. Robustna priprava Wignerjevih negativnih stanj z optimiziranimi zaporedji premikov SNAP. PRX kvantna. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
