Pięć krzemowych kubitów jednocześnie osiągnęło dokładność około 99,9% — ScienceDaily
Naukowcy z RIKEN Center for Emergent Matter Science wraz z kolegami zademonstrowali jednoczesne sterowanie pięcioma krzemowymi kubitami spinowymi z dokładnością około 99,9%. System eksperymentalny wykorzystywał układ pięciu kubitów podłączonych do wspólnej mikrofalowej linii sterującej. O wynikach badania opublikowanego w czasopiśmie Nature Physics informuje ScienceDaily.
Kompensacja przesunięć fazowych
Krzemowe kubity spinowe przechowują informację kwantową za pomocą spinu pojedynczych elektronów uwięzionych w krzemie. Do sterowania nimi wykorzystuje się sygnały mikrofalowe, jednak podczas jednoczesnej pracy kilku kubitów dokładność operacji może się obniżać.
Zespół powiązał znaczną część takich błędów z przesunięciem Starka AC — zmianą efektywnych poziomów energetycznych kubitu pod wpływem sygnałów mikrofalowych. Zjawisko to powoduje niepożądane zmiany fazy stanu kwantowego i może zakłócać zaplanowane operacje, zwłaszcza przy równoległym sterowaniu kilkoma kubitami.
Naukowcy opracowali metodę kalibracji, aby kompensować te przesunięcia fazowe. Zamiast osobnego dostrajania dla każdej możliwej kombinacji kubitów podejście wykorzystuje kalibrację między parami kubitów. Według oceny badaczy czyni to metodę bardziej praktyczną dla systemów z większą liczbą bitów kwantowych.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Wyniki testów
Podczas oddzielnych testów każdy z pięciu kubitów wykazał wierność operacji jednokubitowych przekraczającą 99,99%, a najlepszy wynik zbliżył się do 99,999%. Wierność wskazuje, w jakim stopniu operacja kwantowa odpowiada zamierzonemu wynikowi.
Przy jednoczesnej pracy do trzech kubitów wierność operacji również przekraczała 99,99%. Gdy naukowcy sterowali wszystkimi pięcioma kubitami naraz, utrzymywała się na poziomie około 99,9%.
Nie udało się całkowicie wyeliminować spadku dokładności. Naukowcy powiązali pozostałe błędy z dekoherencją wywołaną sygnałem sterującym: jednoczesna praca kilku kubitów wymaga większej mocy mikrofalowej, co osłabia koherencję kwantową. Autorzy pracy uważają, że dalsze udoskonalenie konstrukcji urządzenia może zmniejszyć ten efekt.
