Той факт, що інформація кодується за допомогою квантових систем, чутливих до шуму та перешкод, що призводить до помилок, є суттєвою перешкодою для розробки реалістично життєздатного квантового комп’ютера. Розробка квантових комп’ютерів стикається з великими труднощами у виправленні цих помилок. Заміна кубітів резонаторами, квантовими системами з більш визначеними станами, ніж просто два, пропонує життєздатну альтернативу. Ці стани можна порівняти з гітарною струною, яка може вібрувати різними способами.
Однак контролювати стани резонатора є проблемою. Тепер квантова технологія в Технологічний університет Чалмерса розробив техніку керування квантовими станами світла в тривимірній порожнині. Методика дозволяє вченим генерувати практично всі раніше продемонстровані квантові стани світла.
Сімоне Гаспарінетті, який очолює дослідницьку групу в експериментальному квантова фізика в Чалмерсі та один із старших авторів дослідження, сказав, «Ми показали, що наші технології не поступаються найкращим у світі».
Марина Кудра, докторант кафедри мікротехнологій і нанонаук і провідний автор дослідження, сказала: «Кубічний фазовий стан — це те, що багато квантових вчених намагалися створити на практиці протягом двадцяти років. Той факт, що нам вдалося зробити це вперше, демонструє, наскільки добре працює наша техніка, але найважливішим досягненням є те, що існує так багато станів різної складності, і ми знайшли техніку, яка може створити будь-яке з них. »
Вчені контролювали квантово-механічні властивості фотонів шляхом застосування набору електромагнітних імпульсів, які називаються затворами. Вони використовували алгоритм для оптимізації певної послідовності простих воріт зміщення та складних воріт SNAP для генерації стану фотонів. Коли складні ворота виявилися надто довгими, вчені знайшли рішення, щоб вкоротити їх, максимізуючи електромагнітні імпульси за допомогою оптимальних методів керування.
Сімоне Гаспарінетті сказав: «Різке підвищення швидкості наших вентилів SNAP дозволило нам пом’якшити наслідки декогеренції в нашому квантовому контролері, просунувши цю технологію на один крок вперед. Ми продемонстрували повний контроль над нашою квантово-механічної системою».
Марина Кудра сказала, «Або, кажучи поетичніше, я вловив світло в місці, де воно процвітає, і сформував його у справді прекрасні форми».
Для досягнення цієї мети також була необхідна чудова фізична система.
Пер Делсінг сказав, «У Chalmers ми маємо повний стек для створення a квантовий комп'ютер, від теорії до експерименту, все під одним дахом. Вирішення проблеми виправлення помилок є головним вузьким місцем у розробці великомасштабних квантових комп’ютерів, і наші результати є доказом нашої культури та способів роботи».
Довідка з журналу:
- Марина Кудра, Мікаель Кервінен, Інгрід Страндберг та ін. Надійна підготовка негативних станів Вігнера з оптимізованими послідовностями SNAP-зміщення. PRX Quantum. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.030301
