Пять кремниевых кубитов одновременно достигли точности около 99,9% — ScienceDaily
Исследователи из RIKEN Center for Emergent Matter Science вместе с коллегами продемонстрировали одновременное управление пятью кремниевыми спиновыми кубитами с точностью около 99,9%. Экспериментальная система использовала массив из пяти кубитов, подключённых к общей микроволновой линии управления. О результатах исследования, опубликованного в журнале Nature Physics, сообщает ScienceDaily.
Компенсация фазовых сдвигов
Кремниевые спиновые кубиты хранят квантовую информацию с помощью спина отдельных электронов, удерживаемых в кремнии. Для управления ими используют микроволновые сигналы, однако при одновременной работе нескольких кубитов точность операций может снижаться.
Команда связала значительную часть таких ошибок с AC-сдвигом Штарка — изменением эффективных энергетических уровней кубита под воздействием микроволновых сигналов. Это явление вызывает нежелательные изменения фазы квантового состояния и может нарушать запланированные операции, особенно при параллельном управлении несколькими кубитами.
Учёные разработали метод калибровки для компенсации этих фазовых сдвигов. Вместо отдельной настройки для каждой возможной комбинации кубитов подход использует калибровку между парами кубитов. По оценке исследователей, это делает метод более практичным для систем с большим количеством квантовых битов.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Результаты тестирования
При отдельном тестировании каждый из пяти кубитов продемонстрировал точность однокубитных операций выше 99,99%, а лучший результат приблизился к 99,999%. Точность показывает, насколько квантовая операция соответствует запланированному результату.
При одновременной работе до трёх кубитов точность операций также превышала 99,99%. Когда исследователи управляли всеми пятью кубитами одновременно, она оставалась на уровне приблизительно 99,9%.
Полностью устранить потерю точности не удалось. Исследователи связали остаточные ошибки с декогеренцией, индуцированной управляющим сигналом: для одновременной работы нескольких кубитов требуется большая микроволновая мощность, что ослабляет квантовую когерентность. Авторы работы считают, что дальнейшее совершенствование конструкции устройства может уменьшить этот эффект.
