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  • 1Department of Applied Physics, Yale University, New Haven, CT, USA. benjamin.brock@yale.edu.

Nature
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PubMed
Resumen

Los investigadores demostraron experimentalmente la corrección de errores para qutrits y cuartos lógicos utilizando el código bosónico Gottesman-Kitaev-Preskill. Este avance en la corrección de errores cuánticos se logró más allá del rendimiento de equilibrio, aprovechando el espacio de Hilbert del oscilador armónico para la eficiencia del hardware.

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Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

  • El gran espacio de Hilbert es crucial para el procesamiento de información cuántica, la corrección de errores cuánticos y la realización eficiente de puertas / algoritmos.
  • Las plataformas de computación cuántica están explorando cada vez más los qudits (sistemas cuánticos de dimensión d, d>2) más allá de los qubits.
  • La demostración experimental de la corrección de errores para qudits lógicos ha sido un desafío importante no cumplido.

Objetivo del estudio:

  • Para realizar experimentalmente un qutrit lógico corregido por error (d = 3) y un cuart (d = 4).
  • Demostrar más allá de la corrección de error cuántico de equilibrio utilizando un nuevo enfoque.
  • Para aprovechar el gran espacio de Hilbert de un oscilador armónico para la corrección de error cuántico de hardware eficiente.

Principales métodos:

  • Implementación del código bosónico Gottesman-Kitaev-Preskill para qutrits y cuartos.
  • Utilización de un agente de aprendizaje de refuerzo para optimizar la memoria cuántica.
  • Caracterización experimental del rendimiento y la ganancia de la corrección de errores.

Principales resultados:

  • Realización experimental exitosa de un qutrit y un cuart lógico corregidos por errores.
  • Se obtiene más allá de la corrección de error de equilibrio con ganancias de 1,82 ± 0,03 para qutrits y 1,87 ± 0,03 para cuartos.
  • Demostró la eficacia del código Gottesman-Kitaev-Preskill y la optimización del aprendizaje por refuerzo.

Conclusiones:

  • Este trabajo representa la primera demostración experimental de corrección de errores para qutrits y ququarts lógicos.
  • Los hallazgos destacan un nuevo método para la corrección de error cuántico eficiente en hardware mediante la utilización del espacio de Hilbert del oscilador armónico.
  • El rendimiento alcanzado más allá del punto de equilibrio significa un paso crítico hacia la computación cuántica tolerante a fallas con qudits.