Fysikere satte ny rekord med 10-qubit sammenfiltring

(Phys.org) - Fysikere har eksperimentelt påvist kvanteforvikling med 10 qubits på et superledende kredsløb, overgår den tidligere rekord på ni sammenfiltrede superledende qubits. 10-qubit-tilstanden er den største multiqubit-sammenfiltrede tilstand, der er skabt i ethvert solid-state-system og repræsenterer et skridt i retning af at realisere storskala kvanteberegning.

Lederforsker Jian-Wei Pan og kolleger ved University of Science and Technology of China, Zhejiang Universitet, Fuzhou Universitet, og Institut for Fysik, Kina, har offentliggjort et papir om deres resultater i et nyligt nummer af Fysisk gennemgangsbreve .

Generelt, en af ​​de største udfordringer for at skalere multiqubit -sammenfiltring er at håndtere de katastrofale virkninger af decoherence. En strategi er at bruge superledende kredsløb, som fungerer ved meget kolde temperaturer og følgelig har længere qubit -kohærens -tider.

I det nye setup, forskerne brugte qubits lavet af små stykker aluminium, som de forbandt til hinanden og arrangerede i en cirkel omkring en central busresonator. Bussen er en nøglekomponent i systemet, da den styrer interaktionerne mellem qubits, og disse interaktioner skaber sammenfiltring.

Som forskerne demonstrerede, bussen kan skabe sammenfiltring mellem to qubits, kan producere flere sammenfiltrede par, eller kan vikle op til alle 10 qubits. I modsætning til nogle tidligere demonstrationer, forvikling kræver ikke en række kvantelogiske porte, det indebærer heller ikke at ændre kredsløbets fysiske ledninger, men i stedet kan alle 10 qubits vikles sammen med en enkelt kollektiv qubit-bus-interaktion.

For at måle, hvor godt qubits er viklet ind, forskerne brugte kvantetomografi til at bestemme sandsynligheden for at måle enhver mulig tilstand i systemet. Selvom der er tusinder af sådanne stater, den resulterende sandsynlighedsfordeling gav den korrekte tilstand cirka 67% af tiden. Denne troskab er langt over tærsklen for ægte flerpartsindvikling (anses generelt for at være omkring 50%).

I fremtiden, fysikernes mål er at udvikle en kvantesimulator, der kunne simulere adfærden hos små molekyler og andre kvantesystemer, hvilket ville muliggøre en mere effektiv analyse af disse systemer i forhold til hvad der er muligt med klassiske computere.

© 2017 Phys.org