Hybridi lomittuminen ja virhekorjaus kvanttiverkon solmussa

Viimeaikaiset ponnistelut ovat onnistuneet tuottamaan kvanttiverkkoja, joissa kvantti-informaatio voidaan tallentaa, siirtää ja käsitellä useiden solmujen välillä suurkaupungin mittakaavassa.

Keskeinen jäljellä oleva haaste on parantaa yksittäisten solmujen ominaisuuksia tarjoamalla tarkan ja vankan hallinnan useille kubiteille.

Tsinghuan yliopiston, Hefein kansallisen laboratorion ja Pekingin kvanttitietotieteiden akatemian tutkijat osoittivat äskettäin hybridin ja skaalautuvan kvanttiverkkosolmun johdonmukaisen ohjauksen.

Heidän Nature Physicsissä hahmoteltu esittelynsä toteutettiin yhdistämällä ratkaisuja ja tekniikoita, joita he ovat kehittäneet osana aikaisempaa työtään.

Tutkijat osoittivat onnistuneesti kolmen erityyppisen kubitin johdonmukaisen ohjauksen, joista jokainen edistää kvanttiverkostonsa yleistä toimintaa. Lisäksi tutkijat ottivat käyttöön bittikäännön virheenkorjaustekniikoita verkossaan ja pystyivät havaitsemaan yhteen fotoniin lomittuneiden loogisten kubittien virheet

Kehitetty koherentti ohjaus hybridikvanttisolmussa perustuu timanttivärikeskukseen. Yhdistämme kolmen tyyppisiä kubitteja: elektronispin rajapinnan kubittina, ydinspin, jolla on pitkä muistiaika, ja lentävä fotoninen kubitti.

Nämä kubittien taajuudet kattavat kolme erillistä järjestelmää, optisesta radiotaajuusalueeseen. Yhdistämällä kaksi ylimääräistä ydinspiniä tutkijat koodasivat kolme muistikubittia loogiseen tilaan toistokoodin avulla ja lomittivat tämän loogisen kubitin fotoniseen kubittiin.

Sitten he lukivat toistuvasti muistikubittien virhesyndroomia elektronirajapinnan kubitin avulla ja sovelsivat reaaliaikaisia takaisinkytkentätoimintoja bitinvaihtovirheiden korjaamiseksi.

Suoritamme protokollamme jopa 12 kierroksen ajan ja osoittivat parannusta loogis-fotonisessa yhteistilan populaatiossa verrattuna korjaamattomaan vastineeseen.

Tutkijoiden mukaan lähestymistapa voidaan laajentaa muihin alustoihin, kuten loukkuun jääneisiin ioneihin ja atomeihin, joissa voidaan käyttää erityyppisiä kubitteja samasta lajista tai sekalajeista samalla tavalla kuin tässä työssä on osoitettu.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä

Nanoresonaattorit avaavat tietä kvanttiverkoille

Kohti puolijohteisia kvanttitietoverkkoja