Corrección de error cuántico en tiempo real más allá del punto de equilibrio

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• La computación cuántica
• Corrección de errores cuánticos

Sus antecedentes:

• La computación cuántica se basa en mantener la coherencia cuántica, que es desafiada fundamentalmente por la decoherencia.
• La corrección cuántica de errores (QEC) tiene como objetivo contrarrestar la decoherencia mediante el uso de procesos cooperativos para eliminar errores más rápido de lo que se acumulan.
• Los experimentos anteriores de QEC lucharon con la generación excesiva de errores, lo que obstaculizó la aplicación práctica.

Objetivo del estudio:

• Demostrar experimentalmente un método práctico de corrección de error cuántico (QEC) para extender la coherencia cuántica.
• Determinar si QEC puede permitir prácticamente tiempos de coherencia cuántica más largos que los componentes cuánticos individuales.

Principales métodos:

• Desarrollo de un sistema de qubits lógico completamente estabilizado.
• Integración de las innovaciones en la fabricación de circuitos cuánticos superconductores.
• Aplicación del aprendizaje por refuerzo sin modelos para la optimización de procesos.

Principales resultados:

• Demostró un qubit lógico con una coherencia cuántica sustancialmente más larga que sus componentes constituyentes.
• Logró una ganancia de coherencia de G = 2.27 ± 0.07, superando el rendimiento de los qubits individuales.
• Con éxito se estabilizó y se corrigió el qubit lógico, superando las limitaciones experimentales anteriores.

Conclusiones:

• Es prácticamente posible utilizar el QEC para extender la coherencia cuántica.
• El enfoque QEC demostrado mejora significativamente la estabilidad y el tiempo de coherencia de los qubits lógicos.
• Este trabajo allana el camino para computadoras cuánticas más robustas y escalables.