La chirurgia reticolare usata per creare particolari qubit resistenti ai guasti

La “chirurgia reticolare” è stata utilizzata per coinvolgere meccanicamente i qubit topologici tolleranti ai guasti, un risultato che potrebbe portare alla produzione di porte logiche quantistiche più affidabili. La tecnica di entanglement potrebbe rivelarsi utile nello sviluppo di algoritmi di correzione degli errori quantistici e, in ultima analisi, per ottenere calcoli quantistici scalabili su larga scala.

I computer quantistici possono risolvere rapidamente alcuni problemi che richiederebbero un’eternità per essere elaborati anche sul computer convenzionale più potente. Sebbene questo “vantaggio quantistico” sia stato stabilito sperimentalmente utilizzando computer quantistici su piccola scala per risolvere problemi altamente specializzati, rimane una sfida significativa aumentare la scala di questi dispositivi.

La chirurgia reticolare e l’utilizzo dei qubit

Nel loro nuovo lavoro, Friis e colleghi hanno prodotto due qubit logici protetti topologicamente, ciascuno codificato nello stato superficiale topologico di quattro ioni. Gli ioni sono stati tenuti in una trappola ionica. Sintonizzando le frequenze laser per alterare le interazioni tra gli ioni, il team ha eseguito una tecnica chiamata chirurgia reticolare, unendo gli stati superficiali in un unico grande stato. Infine, hanno nuovamente diviso questo stato in due stati.

Thomas Monz di Innsbruck spiega: “A seconda di come li unisci, cosa fai e come li separa di nuovo, dipende dal tipo di cancello che ottieni”. È stato possibile rilevare qubit logici corrotti da un errore in uno dei qubit fisici, sebbene l’errore non possa essere effettivamente corretto. I ricercatori ora sperano di aumentare la dimensione dei qubit logici, il che aumenterebbe la loro robustezza agli errori, oltre a dimostrare interazioni più complesse che coinvolgono più di due qubit. “In definitiva, si desidera eseguire la correzione degli errori”, afferma Friis.