"L'accoppiatore quartone non solo accelera la velocità con cui possiamo leggere i qubit, ma arricchisce anche la tavolozza di interazioni disponibili per le operazioni quantistiche", spiega Yufeng "Bright" Ye, PhD '24, del MIT.
I ricercatori del MIT hanno annunciato una svolta nel calcolo quantistico a Cambridge, MA, il [Data di pubblicazione, supponendo la data corrente]. Il team ha raggiunto l'accoppiamento non lineare luce-materia più forte fino ad oggi, aprendo la strada a letture quantistiche dieci volte più veloci rispetto al passato.
Questo progresso affronta una sfida critica: la velocità e la fedeltà delle operazioni quantistiche. La misurazione ad alta velocità è fondamentale perché i qubit, gli elementi costitutivi dei computer quantistici, sono soggetti a errori e decoerenza.
L'innovazione del team del MIT si concentra sull'"accoppiatore quartone", un progetto di circuito superconduttore. Questo accoppiatore genera un'interazione non lineare tra fotoni e atomi artificiali, aumentando di dieci volte le forze di interazione.
Questo accoppiamento più forte consente operazioni di gate quantistici e processi di lettura più veloci. La lettura quantistica prevede l'invio di fotoni a microonde su un qubit; l'accoppiatore quartone amplifica gli spostamenti di frequenza, consentendo la misurazione in nanosecondi.
I ricercatori hanno integrato due qubit superconduttori collegati tramite l'accoppiatore quartone. Questa configurazione rafforza sia le interazioni fotone-atomo che qubit-qubit, ampliando la portata delle operazioni quantistiche.
Ye sottolinea che questa svolta accelera il raggiungimento della tolleranza agli errori, una soglia critica per sbloccare applicazioni quantistiche pratiche. Questo progresso avvicina la comunità del calcolo quantistico alla realizzazione di computer quantistici tolleranti agli errori in grado di elaborare su larga scala e in modo affidabile.
Le implicazioni si estendono oltre la lettura accelerata, aprendo possibilità per gate multi-qubit e generazione di entanglement. Questa pietra miliare segna un passo avanti convincente verso la realizzazione dei vantaggi di vasta portata del calcolo quantistico.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, evidenzia la collaborazione interdisciplinare tra il MIT, il MIT Lincoln Laboratory e l'Università di Harvard. Questo lavoro promette di trasformare il potenziale teorico in realtà operativa, accelerando l'avvento di macchine quantistiche pratiche.