Caminos cuánticos en un procesador superconductor bidimensional programable de 62 qubits

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica
• Simulación Cuántica
• Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

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

Objetivo del estudio:

• Diseñar y fabricar una matriz de qubits superconductores para experimentos de caminata cuántica.
• Para demostrar caminatas cuánticas de una y dos partículas de alta fidelidad.
• Implementar y estudiar los fenómenos de interferencia cuántica utilizando un interferómetro de Mach-Zehnder en el procesador cuántico.

Principales métodos:

• Fabricación de una matriz de qubits superconductores cuadrados bidimensional de 8x8 con 62 qubits funcionales.
• Demostración de caminatas cuánticas de una y dos partículas de alta fidelidad.
• Implementación de un interferómetro programable de Mach-Zehnder para observar la interferencia cuántica.

Principales resultados:

• Ejecución exitosa de alta fidelidad de caminatas cuánticas de una y dos partículas.
• Observación de las franjas de interferencia con andadores individuales y dobles en el interferómetro Mach-Zehnder.
• Demostración de la interferencia cuántica controlada por los trastornos de la ruta de ajuste.

Conclusiones:

• El conjunto de qubits superconductores desarrollado permite demostraciones avanzadas de caminata cuántica.
• Este trabajo representa un paso significativo hacia la realización de aplicaciones cuánticas a mayor escala en procesadores cuánticos de escala intermedia ruidosos.
• La alta programabilidad facilita las simulaciones cuánticas complejas y los estudios de interferencia.