Primer rendimiento exitoso de la mejora de errores cuánticos para las computadoras cuánticas

En el mundo de la computación cuántica, las dimensiones del espacio de Hilbert, mida el número de cuántico que una computadora cuántica puede acceder a la computadora, una ocupación preciosa. Tener un gran espacio de Hillbert permite operaciones cuánticas más complejas y juega un papel importante en la habilitación de la mejora de errores cuánticos (QEC), que es necesario para proteger la información cuántica del ruido y los errores.

A estudio reciente Publicado por investigadores de la Universidad de Yale Naturaleza Qudits fabricados: un sistema cuántico que tiene información cuántica y puede estar presente en más de dos estados. Usando un Kutreet (sistema cuántico de 3 niveles) y un Quacwart (sistema cuántico de 4 niveles), los investigadores demostraron la mejora de errores cuánticos previamente experimentales para unidades cuánticas de alta dimensión utilizando el código bosónico GOTSMAN-CATEV-Pricecill (GKP).

La mayoría de las computadoras cuánticas en el mercado generalmente procesan información utilizando estados cuánticos, que pueden estar presentes en dos estados definidos de pozo, arriba (1) y abajo (0) y al mismo tiempo al mismo tiempo debido a la superpresión cuántica. Un solo espacio de Hilbert es un espacio vectorial complejo bidimensional.

Dado que es mucho mejor, en el caso del espacio de Hillbert, el uso de qudits en lugar de qubits está ganando mucho interés científico.

Los QUDITS pueden hacer tareas como crear puertas cuánticas, ejecutar algoritmos, crear estados especiales de "magia" y simular sistemas cuánticos complejos que para hacer que las tareas sean mucho más fáciles que nunca. Para explotar estos poderes, los investigadores han creado computadoras cuánticas basadas en QUDIT con la ayuda de fotones, átomos y moléculas ultracoldas y circuitos superconductores.

La confiabilidad de la computación cuántica depende en gran medida de QEC, que protege la información cuántica del ruido y los defectos. Sin embargo, la mayoría de los esfuerzos experimentales en QEC están particularmente enfocados en los qubits y, por lo tanto, los QUDITS quedaron en segundo plano.

Los investigadores de este estudio presentaron el primer rendimiento experimental de la corrección de errores para un KUTIT y un Quacart, utilizando el código bosónico GOTSMAN -CITAVE -PRCCIL (GKP). Para personalizar el sistema como giros y recuerdos cuánticos de quatering, los investigadores eligieron un algoritmo de aprendizaje de refuerzo, un tipo de aprendizaje automático que utiliza un método de prueba y error para encontrar la mejor manera de corregir errores o operar puertas cuánticas.

El experimento llevó adelante el punto de equilibrio para la mejora de errores, mostrando un método más práctico y calificado para el hardware para QEC utilizando una gran potencia espacial de Hillbert.

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Los investigadores señalaron que GKP QUDIT puede tener una ligera disminución en la vida útil de la información cuántica codificada en QUDITS lógicos con mayores pérdidas de fotones y tasas de desfiguración de los estados, pero a su vez, proporciona acceso a estados cuánticos más lógicos en un solo sistema físico.

Las conclusiones muestran computadoras cuánticas fuertes y escalables prometen sentimientos y pueden conducir a éxitos en el descubrimiento de la criptografía, la ciencia material y la medicina.

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