Американским учёным удалось впервые показать квантовую телепортацию квантового вентиля CNOT между двумя кубитами

Американским учёным из Йельского университета удалось впервые показать квантовую телепортацию квантового вентиля CNOT между двумя кубитами в сверхпроводящей полости. Это новый шаг к созданию модульного квантового компьютера. В таком компьютере ошибки будут сведены на нет за счёт использования отдельных небольших квантовых систем, обменивающихся информацией с помощью квантовой телепортации.

Квантовый компьютер обладает потенциалом эффективного решения задач, неразрешимых для классических компьютеров. Однако построение крупномасштабного квантового процессора является сложной задачей из-за ошибок и шума, присущих реальным квантовым системам. Один из подходов к решению этой проблемы заключается в использовании модульности-стратегии, часто используемой в природе и инженерии для надежного построения сложных систем. Такой подход позволяет управлять сложностью и неопределенностью путем сборки небольших специализированных компонентов в более крупную архитектуру. Эти соображения мотивировали развитие квантовой модульной архитектуры, в которой отдельные квантовые системы соединяются в квантовую сеть по каналам связи1,2. В этой архитектуре важным инструментом для универсальных квантовых вычислений является телепортация запутанных квантовых врат3, 4, 5, но Такая телепортация до сих пор не была реализована как детерминированная операция. Здесь мы экспериментально демонстрируем телепортацию управляемых ворот (CNOT), которые мы делаем детерминированными с использованием адаптивного управления в реальном времени. Кроме того, мы делаем решающий шаг к реализации надежных, исправимых ошибок модулей путем введения затвора между двумя логическими кубитами, избыточно кодируя квантовую информацию в состояниях сверхпроводящих кавитий6. Используя такое кодирование с возможностью исправления ошибок, наши телепортируемые ворота достигают точности процесса 79 процентов. Телепортированные ворота имеют последствия для отказоустойчивых квантовых вычислений3, и при реализации в сети могут иметь широкое применение в квантовой связи,метрологии и симуляции1,2, 7. Наши результаты иллюстрируют убедительный подход к реализации многобитных операций над логическими кубитами и, если они интегрированы с протоколами квантовой коррекции ошибок, указывают на перспективный путь к отказоустойчивым квантовым вычислениям с использованием модульной архитектуры.

Источник: www.nature.com

Комментарии: