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R Vijay1, C Macklin, D H Slichter

  • 1Quantum Nanoelectronics Laboratory, Department of Physics, University of California, Berkeley, California 94720, USA. rvijay@berkeley.edu

Nature
|October 6, 2012
PubMed
Resumen

Los investigadores utilizaron mediciones cuánticas débiles para controlar un qubit superconductor, permitiendo el seguimiento continuo y la dirección de su estado. Esto demuestra el control de retroalimentación cuántica, suprimiendo la decoherencia y allanando el camino para la corrección de errores cuánticos.

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Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

  • La medición cuántica generalmente colapsa los estados de superposición instantáneamente.
  • Las mediciones débiles permiten una evolución gradual del estado y un monitoreo continuo.
  • El control de retroalimentación cuántica es crucial para administrar los estados cuánticos y mitigar los errores.

Objetivo del estudio:

  • Para implementar el control de retroalimentación cuántica en un sistema de estado sólido.
  • Para demostrar la supresión de la decoherencia utilizando mediciones continuas débiles.
  • Explorar aplicaciones en la corrección de error cuántico y la estabilización de estado.

Principales métodos:

  • Utilizando un qubit superconductor acoplado a una cavidad de microondas.
  • Realización de mediciones débiles mediante la exploración de la cavidad con pulsos de microondas de bajo número de fotones.
  • Empleando un amplificador de alto ancho de banda y ruido cuántico limitado para el monitoreo del estado en tiempo real.

Principales resultados:

  • Se demostró con éxito el control de retroalimentación cuántica mediante el mantenimiento de las oscilaciones de Rabi indefinidamente.
  • Mostró la capacidad de suprimir activamente el decaimiento del estado cuántico (decoherencia).
  • Se logró un monitoreo en tiempo real de alta fidelidad del estado del qubit a través de mediciones de cavidad.

Conclusiones:

  • Las mediciones continuas débiles permiten un control efectivo de la retroalimentación cuántica.
  • Esta técnica ofrece una vía para la corrección robusta de errores cuánticos.
  • Las aplicaciones potenciales incluyen la estabilización del estado cuántico, la purificación y la generación de entrelazamiento.