Тройное запутывание кубитов прокладывает путь к практичному квантовому компьютеру

Физики из Центра нового материаловедения RIKEN (Япония) рассказали в журнале Nature Nanotechnology об успешном опыте по квантовому перепутыванию группы из трёх квантовых точек — достижение, которое поможет сделать квантовые компьютеры более практичными.

В контексте квантовых компьютеров запутанные кубиты позволяют передавать и обрабатывать данные намного быстрее, а также улучшают исправление ошибок. В большинстве случаев кубиты запутываются попарно, хотя в одном из прошлых исследований удалось запутать вместе три фотона.

«Спаренные кубиты достаточно хороши для фундаментальных логических вычислений, — говорит Сейго Таруча (Seigo Tarucha), ведущий автор нового исследования. — Но трехкубитная система — это минимальный блок для наращивания масштаба и для реализации коррекции ошибок».

Экспериментальное устройство состоит из трёх квантовых точек, управляемых через алюминиевые затворы. Каждая из точек содержит один электрон, представляющий двоичную единицу или ноль в зависимости от ориентации спина. Градиент магнитного поля разделяет резонансные частоты кубитов, поэтому к ним можно обращаться индивидуально.

Японская команда начала с запутывания двух точек, используя так называемый двухкубитный вентиль, а затем они запутали с ним третий кубит. Точность полученного трехкубитного массива (т.е. вероятность того, что кубит будет в «правильном» состоянии при измерении) достигла 88%.

«Мы планируем с помощью этого трёхкубитного устройства продемонстрировать примитивную коррекцию ошибок и сделать устройства с 10 или более кубитами, — сообщил Таруча. — Затем мы собираемся разработать от 50 до 100 кубитов и внедрить более сложные протоколы исправления ошибок, прокладывая путь к созданию крупномасштабного квантового компьютера в следующие десять лет».