Entrelazamiento y puerta iSWAP entre qubits moleculares

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las moléculas polares atrapadas son prometedoras para la computación cuántica debido a su escalabilidad e interacciones fuertes.
• Mientras que los qubits moleculares son prometedores, las puertas universales de dos qubits no se han demostrado.

Objetivo del estudio:

• Para implementar una puerta universal de dos qubits usando moléculas polares atrapadas.
• Para demostrar la puerta iSWAP con moléculas de NaCs atrapadas individualmente.

Principales métodos:

• Se utilizaron los recursos moleculares intrínsecos de las moléculas de NaC para una puerta iSWAP de dos qubits.
• Las moléculas interactuaron durante 664 μs a una distancia de 1,9 μm para crear entrelazamiento.
• Identificó y utilizó estados hiperfinos no interactuantes para la codificación de qubits y la conmutación de interacciones.

Principales resultados:

• Se logró un estado de Bell enredado máximo con una fidelidad del 94% utilizando moléculas de NaCs.
• Identificó el acoplamiento movimiento-rotación como una fuente primaria de decoherencia.
• Verificó el rendimiento de la puerta iSWAP midiendo su tabla de verdad lógica.

Conclusiones:

• Demostró la primera puerta universal de dos qubits con moléculas polares, específicamente una puerta iSWAP.
• Los resultados destacan el potencial de las moléculas de NaCs como plataforma para la computación cuántica.
• Abordar la decoherencia de los estados de movimiento es crucial para los avances futuros en la computación cuántica molecular.