Caminos cuánticos fuertemente correlacionados con un procesador superconductor de 12 qubits

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• Física de la materia condensada
• La computación cuántica

Sus antecedentes:

• Las caminatas cuánticas son análogos cuánticos de las caminatas aleatorias clásicas.
• Son cruciales para la simulación cuántica y la computación cuántica universal.
• Los qubits superconductores ofrecen una plataforma para implementar la dinámica cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar experimentalmente las caminatas cuánticas de uno y dos fotones de microondas fuertemente correlacionados.
• Para investigar la dinámica cuántica y el entrelazamiento en una matriz de qubits superconductores.
• Para explorar fenómenos como la fermionización de fotones en sistemas que interactúan.

Principales métodos:

• Utilizó una matriz unidimensional de 12 qubits superconductores.
• Implementó caminatas cuánticas de un fotón y dos fotones.
• Lectura tomográfica empleada para analizar estados y correlaciones de qubits.

Principales resultados:

• Propagación observada de la densidad y correlación en caminatas de un fotón.
• Detectado entrelazamiento cuántico entre pares de qubits.
• Demostró fermionización de fotones en caminatas de dos fotones a través de anticorrelaciones de largo alcance.

Conclusiones:

• Se logra la demostración experimental de las caminatas cuánticas en un procesador cuántico.
• Este trabajo allana el camino para la simulación cuántica de fenómenos de muchos cuerpos.
• Avanza en la realización de la computación cuántica universal utilizando qubits superconductores.