ГлавнаяНовостиКвантовые вычисления: два логических кубита, кодируемых в одном пойманном ионе

Квантовые вычисления: два логических кубита, кодируемых в одном пойманном ионе

Исследование, направленное на то, чтобы уменьшить физические накладные расходы кубита путем создания логических ворот внутри одного захваченного иона.



Физики из Университета Сиднея сообщили об универсальном наборе логических ворот для готтесман -Китаев -Прескилл (GKP), построенные в одном захваченном ионе.Работа опубликована по физике природы.

Результат нацелен на проблему масштабирования ядра.Сегодня одно полезное «логическое» кубит часто нуждается в много «физических» кубитов для коррекции ошибок.Логика кодирования в генераторе может разрезать эту накладную часть.Это роль кода GKP.


В эксперименте команда использовала один иттербийский ион, который проводился в ловушке Пола.Ловушка Paul ограничивает заряженный атом радиочастотными и прямыми электрическими электрическими полями в вакуумной камере.Затем движение иона действует как крошечный генератор пружины -массы.

Два из этих генераторов, называемых радиальными вибрационными модами, поскольку они перпендикулярны оси ловушки и хранят два логических кубита.Запуск логики внутри одного атома избегает подключения двух отдельных ионов для этого шага.Группа выполнила операции с одним квобитом и разворачивающимся с двумя кубическими воротами между двумя режимами.

Кодирование GKP отображает непрерывные переменные генератора (положение и импульс) на сетку дискретных состояний.Небольшие сдвиги становятся измеримыми ошибками, которые можно исправить.Затем логика работает на этих закодированных состояниях, а не на необработанном оборудовании.

Контроль пришел от лазеров, которые соединяют внутреннее состояние иона с его движением.Вождение движения «боковые полосы» команда подготовила, манипулировала и запутала режимы.Авторы описывают стратегию оптимального контроля, чтобы не допустить искажения закодированных состояний во время ворот.

Дизайн и калибровка ворот были поддержаны программным обеспечением Quantum-Control от Q-Ctrl, Университета Сиднея.Это связывает лабораторный протокол с инструментами, используемыми на платформах захваченных ион.

Результат показывает, что два ошибки, корректируемые по ошибкам, могут храниться и запутать в пределах одного атома.Это также показывает, что универсальный набор ворот может работать на QUTS GKP в стандартной настройке захваченного иона при комнатной температуре.В статье описываются следующие шаги в расширении библиотеки Gate и подключении к многоизонным системам.