Protección de coherencia universal en un qubit de espín de estado sólido

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica
• Física del estado sólido
• Ciencias de la información cuántica

Sus antecedentes:

• La decoherencia es un obstáculo importante en la construcción de computadoras cuánticas funcionales.
• Los qubits existentes son vulnerables al ruido ambiental como los campos magnéticos, los campos eléctricos y las variaciones de temperatura.

Objetivo del estudio:

• Para crear un qubit con una mayor robustez contra la decoherencia.
• Para demostrar un método para aumentar significativamente los tiempos de coherencia de los qubits.

Principales métodos:

• Diseñó un qubit dentro de un subespacio protegido por la decoherencia usando un aderezo de microondas.
• Utilizó una transición de reloj del espín de electrones del estado fundamental de un defecto de divacancia de carburo de silicio.
• Protección investigada contra las fluctuaciones magnéticas, eléctricas y de temperatura.

Principales resultados:

• Se logró un aumento de más de 4 órdenes de magnitud en el tiempo de desfase inhomogéneo (hasta más de 22 ms).
• Se alcanzó un tiempo de coherencia de eco de Hahn cercano a 64 ms.
• Protección universal demostrada contra los principales canales de decoherencia en sistemas de estado sólido.

Conclusiones:

• El diseño de qubit desarrollado ofrece mejoras sustanciales en la coherencia.
• El enfoque independiente de la plataforma es aplicable a varias arquitecturas cuánticas.
• Este trabajo avanza en el desarrollo de tecnologías cuánticas prácticas.