Rekorddöntő kísérlet: ioncsapdák és új eljárások
A csapat egy különleges, saját fejlesztésű platformot használt a kísérlethez, amely eltér a gyakori foton-alapú vagy szupravezető áramkörös megközelítésektől. A qubitek szerepét ezúttal fogságban tartott kalcium-43 ionok töltötték be, amelyeket mikrohullámok segítségével stabil, úgynevezett “hiperfinom atomóra” állapotba hoztak. Mindezek mellett a kísérlet szobahőmérsékleten zajlott, ami egyszerűbbé teszi a gyakorlati alkalmazást.
A kutatók egy automatizált vezérlőalgoritmust is kidolgoztak, amely folyamatosan korrigálta az ionokat a mikrohullámos vezérlés által okozott frekvencia- és amplitúdóeltolódások miatt, ezáltal még tovább csökkentve a zajt és a hibák előfordulását.
Új lehetőségek a kvantumtechnológiában
Ezzel a módszerrel nagy pontosságú kvantumkapu-műveleteket lehet végrehajtani, vagyis egyes qubitek szinte hiba nélkül működhetnek még nagyszabású rendszerekben is. Mindezek ellenére a két qubit közötti kapuműveletek hibaaránya még mindig magasabb: körülbelül minden kétezredik műveletnél fordul elő hiba. Viszont az egyszemes, úgynevezett single-qubit műveletekben elért áttörésnek köszönhetően jelentősen csökkenthető a hibajavításhoz szükséges extra qubitek száma, így maguk a kvantumszámítógépek is kisebbek, gyorsabbak és olcsóbbak lehetnek.
Nem csak a kvantumprocesszorok profitálhatnak ebből: a pontos qubit-kontroll hasznos lehet kvantumórák és különféle kvantumérzékelők fejlesztésénél is.
Következtetések és a jövő
Bár az új módszerrel nem szűntek meg teljesen a kvantumos rendszereket sújtó zajproblémák – különösen a bonyolult, több qubitből álló műveleteknél –, az egy qubiten végzett kapuműveletek hibaarányának radikális csökkenése mérföldkő. A fejlesztés révén kevesebb qubitre, olcsóbb infrastruktúrára és egyszerűbb eszközökre lehet szükség: az MI-alapú kvantumszámítógépek tovább fejlődhetnek, és közelebb kerülhetnek a mindennapi, gyakorlati alkalmazásokhoz.
