Para criar um computador quântico de tamanho grande que funcione, cientistas e engenheiros precisam superar os bits quânticos ou silenciosos que fazem defeitos espontâneos.
Os cientistas que codificam esses blocos de construção de dados quânticos para suprimir erros em outros desvios, para que as minorias possam lidar de uma maneira que produz resultados úteis.
À medida que o número de desistir útil (ou lógico) aumenta, o número de silenciosos necessários aumenta. À medida que ele escala, o número perfeito de desistir necessário para criar máquinas quânticas úteis se torna pesadelo de engenharia.
Agora, pela primeira vez, os cientistas quânticos do Laboratório de Controle Quântico do Instituto Nano da Universidade de Sydney exibiram um tipo de portão lógica quântica que reduz severamente um grande número de desvios físicos necessários para o seu manejo.
Para fazer isso, eles criaram um portão lógico em um único átomo usando um código de renovação de erros com o apelido da Quantum Computing ‘Roseta Stone’. Ele ganha esse nome porque traduz a rocha quântica suave e ininterrupta em um estado isolado baseado em digital, facilita a identificação e a correção dos defeitos e, o mais importante, permitindo uma maneira muito compacta de codificar desperdícios lógicos.
Código GKP: uma pedra de Rosetta para computação quântica
Este código curiosamente chamado Gottesman-Co-Presskil (GKP) forneceu uma possibilidade teórica de reduzir significativamente o número físico de silenciosos necessários para criar um ‘quibbit lógico’ funcional por muitos anos. Os códigos são muito difíceis de controlar, apesar das habilidades de negociação para complicações.
O estudo publicado em 21 de agosto Fisiologia Mostra como uma realidade física, torcendo o balanço natural de um íon preso (um átomo carregado de eterbio) para armazenar os códigos GKP e, pela primeira vez, os portões quânticos entre eles são realizados.
Sob a liderança do Dr. Tingrei Tanger na Universidade do Instituto de Sydney Nano, da Universidade de Sydney, os cientistas usaram seu grande controle sobre a velocidade harmoniosa de seu íon preso para preencher a complexidade da codificação do GKP, para que eles permitam que eles estejam envolvidos.
O Dr. Tan disse: “Nossos testes mostraram a primeira percepção do conjunto de portões lógicos universais para o GKP acalmadas”. “Fizemos os íons presos de tal maneira que as vibrações naturais ou o movimento harmonioso controla adequadamente de tal maneira que possamos manipular o quebot de GKP individual ou estar envolvido como seu par”.
Portão lógica quântica e invenção de software
Um portão lógico é uma chave de dados que os computadores – quânticos e clássicos – permitem que as operações lógicas sejam programáveis. Os portões quietos Gates cresceram para produzir um tipo completamente diferente de sistema operacional usado no computador quântico, que inclui a grande promessa de computadores quânticos.
O primeiro autor é a Vasili Matso School of Physics e os alunos de doutorado em Sydney Nano. Ele disse: “Efetivamente, armazenamos os dois desistidos lógicos repetíveis em um único íon preso e nos envolvemos neles.
“Fizemos isso usando o software de controle quântico desenvolvido pela Q-CTRL, uma agência de spin-off-up no Laboratório de Controle Quantum, um modelo baseado em física para projetar portões quânticos, que reduz a deformação das quibits lógicas do GKP, para que eles mantenham a informação quântica”.
Um marco na tecnologia quântica
O que o Sr. Matsos fez foi as duas ‘vibrações quânticas’ de um único átomo. Os átomos presos vibram em três dimensões. Cada dimensão é descrita pela mecânica quântica e cada uma é considerada um ‘estado quântico’. Esse quântico abraça os dois estados como desistidos, o Sr. Matsos criou um portão lógico simplesmente usando um único átomo, um marco na tecnologia quântica.
Esse resultado reduz bastante o hardware quântico necessário para criar esses portões racionais, o que permite que as máquinas quânticas programem.
O Dr. Tan disse: “O código de correção de erros do GKP há muito tempo prometeu reduzir o desafio de custos indiretos de recursos para a escala de computadores quânticos. Nossos testes alcançaram um marco original, o que prova que esses controles quânticos de alta qualidade simplesmente um silêncio lógico mais do que um silêncio racional.
“Ao exibir esses silenciosos os portões quânticos universais, temos uma base para um processamento de informações quânticas em larga escala de uma maneira altamente hardware”.
Três testes descritos no artigo -através da auditoria, a equipe do Dr. Tan é conhecida como Paul Trap que usou um único íon de eterbio. Ele usa uma matriz complicada de lasers à temperatura ambiente para manter um único átomo na armadilha, permitindo que sua vibração natural produza e use códigos GKP complexos.
Este estudo representa um protesto importante que os portões da lógica quântica podem ser desenvolvidos aumentando suas habilidades com números físicos.
Os escritores não declaram nenhum interesse competitivo. Conselho de Pesquisa Australiana, Sydney Horizon Fellowship, Escritório de Pesquisa Naval nos Estados Unidos, Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA, Lockheed Martin, Sydney Quantum Academy e H e A. da Harley a Fundos Privados foram financiados.
