Generación de entrelazamiento genuino de hasta 51 qubits superconductores

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• La computación cuántica
• Mecánica Cuántica

Sus antecedentes:

• La generación escalable de un verdadero entrelazamiento multipartito es fundamental para las tecnologías de la información cuántica y la investigación en física fundamental.
• El entrelazamiento a gran escala es un punto de referencia para la calidad del sistema cuántico y es esencial para la computación cuántica universal.
• Generar entrelazamiento multipartito en dispositivos cuánticos es un desafío debido a la necesidad de puertas y verificación precisas.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un enfoque escalable para preparar y verificar el entrelazamiento genuino a escala intermedia.
• Para optimizar puertas cuánticas paralelas de alta fidelidad para procesadores superconductores.
• Para permitir aplicaciones de prueba de principio de entrelazamiento, como algoritmos cuánticos variacionales.

Principales métodos:

• Utilizó un procesador cuántico superconductor de 66 bits.
• Puertas paralelas de alta fidelidad de un y dos qubits con fidelidades optimizadas (99,91% y 99,05%).
• Se empleó una estimación de fidelidad aleatoria eficiente para la verificación.

Principales resultados:

• Preparó con éxito estados de racimo de 51 qubits unidimensional y 30 qubits bidimensional.
• Se obtienen altas fidelidades para los estados de agrupación generados (0,637 ± 0,030 y 0,671 ± 0,006).
• Demostró una prueba de principio basado en la medición variacional Eigensolver cuántica para códigos planares perturbados.

Conclusiones:

• El enfoque desarrollado ofrece un método factible para preparar y verificar el entrelazamiento en sistemas con cientos de qubits.
• Este trabajo avanza las capacidades de computación cuántica a escala media utilizando sistemas cuánticos superconductores.
• Los hallazgos contribuyen a la comprensión fundamental y la aplicación práctica del entrelazamiento multipartidista.