Puertas de un solo qubit basadas en desplazamientos de fase dirigidos en una matriz de átomos neutros 3D

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• Física atómica
• Hardware de computación cuántica

Sus antecedentes:

• Los bits cuánticos individuales (qubit) y la calidad de la puerta cuántica han mejorado.
• Escalar el número de qubits en los sistemas cuánticos sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un nuevo enfoque para puertas arbitrarias de un solo qubit.
• Para permitir una escala significativa de los números de qubits en los sistemas cuánticos.

Principales métodos:

• Desarrolló puertas de un solo qubit basadas en cambios de fase dirigidos.
• Aplicó el método a sistemas similares a los átomos o iones.
• Puertas ejecutadas en serie en 48 sitios individuales dentro de una matriz de red óptica 3D.
• Se utilizó el benchmarking aleatorio para evaluar la fidelidad de la puerta.

Principales resultados:

• Se ha logrado una alta insensibilidad para abordar las imperfecciones del haz y una conversación cruzada mínima.
• Demostró una fidelidad de puerta promedio de 0,9962 ((16).
• Informó una fidelidad cruzada promedio de 0,9979 ((2).

Conclusiones:

• El enfoque de desplazamiento de fase objetivo permite un escalamiento dramático de los números de qubits.
• Este método es robusto y adecuado para arquitecturas de computación cuántica a gran escala.
• Las altas fidelidades de la puerta se validaron experimentalmente en un sistema de múltiples qubits.