Transferencia de estado cuántico mediada por fonones y entrelazamiento de qubits remotos

Área de la Ciencia:

• La física cuántica
• Sistemas cuánticos en estado sólido
• Comunicación cuántica acústica

Sus antecedentes:

• Los fonones, especialmente los fonones de onda acústica de superficie (SAW), se proponen para el acoplamiento coherente de sistemas cuánticos de estado sólido distantes.
• Los qubits superconductores pueden controlar y detectar fonones individuales, lo que permite la generación y medición de estados fonónicos complejos.

Objetivo del estudio:

• Para emitir y capturar fonones SAW itinerantes de manera determinista.
• Para permitir el entrelazamiento cuántico de dos qubits superconductores usando fonones como un canal de comunicación.

Principales métodos:

• Utilizó un canal de comunicación cuántica acústica de 2 milímetros (línea de retraso de 500 nanosegundos).
• Se ha demostrado la emisión de fonones y la recaptura por un qubit superconductor.
• Implementación de la transferencia parcial de fonones para la transferencia de estado cuántico y la generación de entrelazamiento.

Principales resultados:

• Se logró la transferencia de estado cuántico entre dos qubits superconductores con un 67% de eficiencia.
• Generó un par de Bell entrelazado con una fidelidad del 84% a través de la transferencia parcial de fonones.
• Se ha demostrado con éxito la emisión y captura determinista de fonones.

Conclusiones:

• Los fonones de ondas acústicas de superficie pueden controlarse y utilizarse para la transferencia de información cuántica.
• El acoplamiento mediado por fonones proporciona una vía prometedora para enredar qubits de estado sólido distantes.
• Este trabajo establece los fonones como un canal de comunicación cuántica robusto para redes cuánticas escalables.