El entrelazamiento determinista de varios qubits en una red cuántica

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• La computación cuántica
• Las redes de comunicación cuántica

Sus antecedentes:

• El entrelazamiento multiqubit distribuido de alta fidelidad es esencial para las redes cuánticas.
• Las demostraciones anteriores de entrelazamiento determinista se limitaron a dos qubits.
• Los desafíos en la fidelidad de la transferencia de estado impidieron la distribución de entrelazamiento de múltiples qubits.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la transferencia determinista de los estados cuánticos entre nodos cuánticos superconductores.
• Para preparar y transferir estados entrelazados de múltiples qubits, específicamente los estados de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ).
• Para establecer una arquitectura modular para la computación cuántica a gran escala.

Principales métodos:

• Construido una red cuántica con dos nodos superconductores conectados por un cable coaxial.
• Cada nodo contenía tres qubits superconductores interconectados.
• Transmisión directa de estado de qubit a qubit a través del cable de conexión.

Principales resultados:

• Se logró una fidelidad de proceso de transferencia de estado de 0,911 ± 0,008 entre nodos.
• Se ha transferido con éxito un estado GHZ de tres qubits con una fidelidad de 0.656 ± 0.014.
• Generó un estado GHZ de seis qubits y dos nodos con 0.722 ± 0.021 de fidelidad, superando el umbral de entrelazamiento multipartito.

Conclusiones:

• La arquitectura de red cuántica desarrollada permite la vinculación coherente de los procesadores cuánticos superconductores.
• Distribución de entrelazamiento determinista de múltiples qubits demostrada en un enlace físico.
• Proporciona un enfoque modular viable para la construcción de computadoras cuánticas a gran escala.