„Sprzęg kwartonowy nie tylko przyspiesza szybkość odczytu kubitów, ale także wzbogaca paletę interakcji dostępnych dla operacji kwantowych” - wyjaśnia Yufeng „Bright” Ye, doktorant MIT z 2024 roku.
Naukowcy z MIT ogłosili przełom w informatyce kwantowej w Cambridge, MA, dnia [Data publikacji, zakładając aktualną datę]. Zespół osiągnął najsilniejsze dotychczas nieliniowe sprzężenie światła z materią, torując drogę do odczytów kwantowych dziesięciokrotnie szybszych niż wcześniej.
Ten postęp rozwiązuje kluczowy problem: szybkość i wierność operacji kwantowych. Szybki pomiar jest kluczowy, ponieważ kubity, elementy składowe komputerów kwantowych, są podatne na błędy i dekoherencję.
Innowacja zespołu MIT koncentruje się na „sprzęgu kwartonowym”, czyli konstrukcji obwodu nadprzewodzącego. Sprzęg ten generuje nieliniową interakcję między fotonami a sztucznymi atomami, zwiększając siłę interakcji dziesięciokrotnie.
To silniejsze sprzężenie pozwala na szybsze operacje na bramkach kwantowych i procesy odczytu. Odczyt kwantowy polega na kierowaniu fotonów mikrofalowych na kubit; sprzęg kwartonowy wzmacnia przesunięcia częstotliwości, umożliwiając pomiar w ciągu nanosekund.
Naukowcy zintegrowali dwa kubity nadprzewodzące połączone za pomocą sprzęgu kwartonowego. Taki układ wzmacnia zarówno interakcje foton-atom, jak i kubit-kubit, poszerzając zakres operacji kwantowych.
Ye podkreśla, że ten przełom przyspiesza osiągnięcie odporności na błędy, co jest krytycznym progiem dla odblokowania praktycznych zastosowań kwantowych. Ten postęp przybliża społeczność informatyki kwantowej do realizacji odpornych na błędy komputerów kwantowych, zdolnych do przetwarzania na dużą skalę i niezawodnego.
Implikacje wykraczają poza przyspieszony odczyt, otwierając możliwości dla bramek wielokubitowych i generowania splątania. Ten kamień milowy oznacza przekonujący krok w kierunku realizacji dalekosiężnych korzyści z obliczeń kwantowych.
Badanie, opublikowane w Nature Communications, podkreśla interdyscyplinarną współpracę między MIT, MIT Lincoln Laboratory i Harvard University. Praca ta obiecuje przekształcić potencjał teoretyczny w operacyjną rzeczywistość, przyspieszając nadejście praktycznych maszyn kwantowych.