Puertas de alta fidelidad y conversión de borrado de circuito medio en un qubit atómico

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• Física atómica
• La computación cuántica

Sus antecedentes:

• Los qubits escalables y de alta fidelidad son cruciales para la ciencia de la información cuántica.
• Los qubits atómicos neutrales ofrecen una plataforma prometedora para la computación y la simulación cuántica.
• Explorar nuevas especies atómicas y estrategias de corrección de errores es vital para el avance de las tecnologías cuánticas.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un nuevo qubit atómico neutro utilizando el espín nuclear de Yb.
• Para lograr puertas de una y dos qubits de alta fidelidad.
• Implementar un mecanismo de detección de errores en el circuito intermedio para convertir los errores en borradores.

Principales métodos:

• Utilizó el espín nuclear de un estado metastable de larga duración en Yb para la implementación de qubits.
• Aprovecho la excitación rápida a los estados de Rydberg para operaciones de la puerta.
• Realizó una detección rápida en el medio del circuito para identificar y convertir errores en borradores.

Principales resultados:

• Logró altas fidelidades para puertas de un qubit (0,9990(1)) y dos qubits (0,980(1).
• Demostró que una porción significativa de los errores de la puerta conducen a la desintegración fuera del subespacio de los qubits.
• Convirtió estos errores en borradores detectables con una baja probabilidad de error inducido (<10^-5) en los qubits restantes.

Conclusiones:

• Yb es una plataforma prometedora para los qubits atómicos neutrales.
• El mecanismo de detección de errores desarrollado es eficaz para la computación cuántica tolerante a fallos.
• Este trabajo avanza en el desarrollo de procesadores cuánticos escalables y de alta fidelidad.