To właśnie z jego udziałem członkowie zespołu badawczego stworzyli pierwszą w historii bramkę kwantową w takiej formie. To bardzo istotny krok w stronę wykonywania obliczeń o wysokim stopniu zaawansowania. Wszystko to rzecz jasna bez narażenia na błędy. A już na pewno z wyjątkowo zminimalizowanym ryzykiem ich występowania.
Czytaj też: Fenomen w świecie magnetyzmu wywraca fizykę do góry nogami. Tego nikt się nie spodziewał
Artykuł opisujący kulisy działań japońskich inżynierów został zamieszczony na łamach Physical Review X. Jego autorzy wyjaśniają, że bramki kwantowe o wysokiej wierności są nieodłącznym elementem planów dotyczących wykonywania wydajnych i niezawodnych operacji obliczeniowych. Kwestia wierności określa stopień, w jakim bramka kwantowa realizuje postawione przed nią zadanie.
Wysoka wierność = bramka działa zgodnie z oczekiwaniami, a ryzyko wystąpienia błędów jest w zasadzie minimalne. Stworzona przez przedstawicieli RIKEN bramka ma zapewnić wysoką wydajność urządzeń kwantowych. Zastosowany przez członków zespołu badawczego łącznik dwutransmonowy pozwolił im na precyzyjną kontrolę interakcji zachodzących między dwoma kubitami.
Bramka kwantowa wykorzystana przez naukowców z japońskiego RIKEN zapewnia wyjątkowo wysoki stopień wierności
I choć już wcześniej rozpatrywano ten pomysł, zdając sobie sprawę z drzemiącego w nim potencjału, to takie rozważania miały wyłącznie teoretyczny charakter. Teraz przyszła pora na sprawdzenie go w praktyce. Efekty okazały się wyjątkowo dobre, co pozwala zakładać, że proponowane podejście będzie mogło być stosowane na szeroką skalę.
Autorzy badań skorzystali z dwóch transmonów o stałej częstotliwości połączonych za pomocą dodatkowego złącza Josephsona. To ostatnie umożliwia przepływ prądu bez oporu w warunkach mechaniki kwantowej, co prowadzi do utrzymania stanów kwantowych kubitów. Wykorzystany na potrzeby prowadzonych eksperymentów układ – a w zasadzie wykonywane w nim obliczenia – osiągnęły wysoką dokładność i niski wskaźnik błędów.
Czytaj też: Technologia inspirowana kwantami zamieni ciepło w elektryczność ze spektakularną wydajnością
W ostatecznym rozrachunku naukowcy z Japonii ogłosili, że ich narzędzie osiągnęło 99,9% wierności dla bramek dwukubitowych i 99,98% dla bramek jednokubitowych. Wśród cech wyróżniających tę koncepcję wymienia się przede wszystkim zdolność do zarządzania dwoma głównymi typami błędów, czyli błędu wycieku i dekoherencji. Jeśli chodzi o praktyczne zastosowania poczynionych postępów, to sami zainteresowani zwracają uwagę na potencjał wdrożenia ich w przypadku komputerów kwantowych.