Preparación y medición del entrelazamiento de tres qubits en un circuito superconductor

Área de la Ciencia:

• La física cuántica es la física cuántica.
• Sistemas de estado sólido.

Sus antecedentes:

• El entrelazamiento cuántico es crucial para los fundamentos y tecnologías de la mecánica cuántica.
• Extender el entrelazamiento más allá de dos qubits es vital para la corrección de error cuántico.
• El enredo previo de múltiples qubits se logró en espines, iones y fotones.

Objetivo del estudio:

• Para producir de manera determinista el entrelazamiento de tres qubits en un circuito arquitectura de electrodinámica cuántica.
• Para demostrar la viabilidad del entrelazamiento multi-qubit para la corrección de errores cuánticos en sistemas de estado sólido.

Principales métodos:

• Utilizó una arquitectura de electrodinámica cuántica de circuito.
• Empleó tomografía de estado cuántico para la medición de la fidelidad.
• Se utilizaron testigos de entrelazamiento para confirmar el verdadero entrelazamiento de tres qubits.

Principales resultados:

• Se logró la producción determinista de estados Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) de tres qubits con una fidelidad del 88%.
• Violación demostrada de los límites biseparables en 830 ± 80% utilizando testigos de enredo.
• Codificó con éxito un qubit lógico en estados similares a GHZ, un paso fundamental para la corrección de errores cuánticos.

Conclusiones:

• Este estudio demuestra un paso clave hacia el entrelazamiento multi-qubit para la corrección de errores cuánticos en circuitos integrados.
• La fidelidad lograda y la verificación del entrelazamiento allanan el camino para la computación cuántica avanzada.