ข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลถูกเข้ารหัสโดยใช้ระบบควอนตัมที่ไวต่อเสียงรบกวนและการรบกวน ซึ่งส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาด เป็นอุปสรรคสำคัญในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมประสบปัญหาอย่างมากในการแก้ไขข้อผิดพลาดเหล่านี้ การแทนที่ qubits ด้วย resonator ระบบควอนตัมที่มีสถานะที่ระบุมากกว่าแค่สองสถานะ เสนอทางเลือกที่ทำงานได้ สถานะเหล่านี้อาจเปรียบได้กับสายกีตาร์ซึ่งสามารถสั่นได้หลายวิธี
อย่างไรก็ตาม การควบคุมสถานะของตัวสะท้อนกลับเป็นสิ่งที่ท้าทาย ขณะนี้เทคโนโลยีควอนตัมที่ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers ได้พัฒนาเทคนิคในการควบคุมสถานะควอนตัมของแสงในช่องสามมิติ เทคนิคนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างสถานะควอนตัมของแสงที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้เกือบทั้งหมด
Simone Gasparinetti ซึ่งเป็นหัวหน้ากลุ่มวิจัยในการทดลอง ฟิสิกส์ควอนตัม ที่ Chalmers และหนึ่งในผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าวว่า “เราได้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีของเราทัดเทียมกับเทคโนโลยีที่ดีที่สุดในโลก”
Marina Kudra นักศึกษาระดับปริญญาเอกจาก Department of Microtechnology and Nanoscience และผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าวว่า “สถานะของเฟสลูกบาศก์เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ควอนตัมหลายคนพยายามสร้างในทางปฏิบัติมาเป็นเวลายี่สิบปี ความจริงที่ว่าตอนนี้เราสามารถทำเช่นนี้ได้เป็นครั้งแรกแสดงให้เห็นว่าเทคนิคของเราทำงานได้ดีเพียงใด แต่ความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดคือมีหลายสถานะที่มีความซับซ้อนแตกต่างกัน และเราได้พบเทคนิคที่สามารถสร้างสิ่งเหล่านี้ได้ ”
นักวิทยาศาสตร์ควบคุมคุณสมบัติเชิงกลควอนตัมของ โฟตอน โดยใช้ชุดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าเกท พวกเขาใช้อัลกอริทึมเพื่อปรับลำดับเฉพาะของ displacement gate อย่างง่ายและ SNAP gate ที่ซับซ้อนเพื่อสร้างสถานะของโฟตอน เมื่อประตูที่ซับซ้อนกลายเป็นว่ายาวเกินไป นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่จะทำให้ประตูสั้นลงโดยการเพิ่มพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าให้สูงสุดด้วยเทคนิคการควบคุมที่เหมาะสม
ซิโมน กัสปาริเน็ตติ กล่าวว่า “การปรับปรุงความเร็วของเกต SNAP ของเราอย่างมากทำให้เราสามารถลดผลกระทบของความไม่สัมพันธ์กันในตัวควบคุมควอนตัมของเราได้ ซึ่งช่วยผลักดันเทคโนโลยีนี้ให้ก้าวไปอีกขั้น เราได้แสดงการควบคุมระบบกลไกควอนตัมของเราอย่างเต็มที่”
Marina Kudra กล่าวว่า “หรือพูดในเชิงกวีมากขึ้น ฉันจับภาพแสงในสถานที่ที่มันเจริญงอกงามและสร้างรูปร่างที่สวยงามอย่างแท้จริง”
ระบบทางกายภาพที่เหนือกว่าก็จำเป็นเช่นกันเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์นี้
ต่อเดลซิง กล่าวว่า, “ที่ Chalmers เรามีกองเต็มสำหรับการสร้าง คอมพิวเตอร์ควอนตัมตั้งแต่ทฤษฎีไปจนถึงการทดลอง ทั้งหมดนี้อยู่ภายใต้หลังคาเดียวกัน การแก้ปัญหาการแก้ไขข้อผิดพลาดเป็นคอขวดที่สำคัญในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ และผลลัพธ์ของเราเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงวัฒนธรรมและวิธีการทำงานของเรา”
การอ้างอิงวารสาร:
- มาริน่า คูดรา, มิคาเอล เคอร์วิเนน, อิงกริด สแตรนด์เบิร์ก และคณะ การเตรียมสถานะเชิงลบของวิกเนอร์ที่มีประสิทธิภาพด้วยลำดับการแทนที่ SNAP ที่ปรับให้เหมาะสม PRX ควอนตัม. ดอย: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
