Ajuste preciso de puertas cuánticas sin perjudicar la lectura ⚡ экспресс
Una alta precisión en las puertas de uno y dos cúbits, así como en la lectura de cúbits, es fundamental para las computadoras cuánticas escalables con corrección de errores. Sin embargo, los parámetros que mejoran una operación a menudo empeoran otras. Se demuestra que un ajuste cuidadoso de las fuerzas de acoplamiento entre los cúbits y un puente sintonizable en un circuito superconductor con dos transmons permite implementar puertas confiables de uno y dos cúbits sin perjudicar la lectura. Se alcanzó una precisión promedio de la puerta CZ del 99,93 % durante 40 horas, una precisión simultánea de puertas de un cúbit del 99,98 % y una precisión de lectura superior al 99,94 % en un solo dispositivo. Estos resultados se obtuvieron gracias a parámetros de acoplamiento optimizados, una calibración eficaz basada en el nuevo protocolo Phased-Averaged Leakage Error Amplification (PALEA) y una configuración de lectura compatible con cúbits de alta coherencia. Se demuestra un camino práctico para aumentar el número de cúbits en procesadores superconductores manteniendo precisiones consistentemente altas en todas las operaciones básicas.
El procesador cuántico se parece a una orquesta, donde los músicos-cúbits pueden tocar dos notas al mismo tiempo. El sueño de tales máquinas fue sembrado por Richard Feynman y David Deutsch. Para que la orquesta suene armoniosa, se necesitan «puertas»: órdenes que cambian las notas. Pero antes, ajustar un grupo de músicos acallaba a los demás: mejorar la precisión de los cúbits individuales estropeaba las interacciones en pares y la grabación de la melodía final.
Los científicos encontraron la forma de dirigir la orquesta de modo que todos los instrumentos sonaran limpios. Ajustando la fuerza de acoplamiento entre los cúbits, aplicaron un protocolo que elimina las raras notas falsas: estados que se salen del nivel deseado. Como resultado, la «orquesta» alcanzó una precisión comparable a un solo error por cada diez mil notas.
Este éxito no es un avance en los misterios del Modelo Estándar de partículas elementales, sino un triunfo de la ingeniería, donde el ajuste de frecuencias recuerda a la espectroscopía, el método para determinar la composición de las estrellas a partir de su luz. Una precisión así abre el camino hacia computadoras capaces de corregir errores por sí mismas.
🎯 Los cúbits superconductores funcionan a temperaturas de centésimas de grado sobre el cero absoluto, más frío que el espacio exterior.
🎬 En las películas de ciencia ficción, la computadora cuántica suele mostrarse como un oráculo que resuelve cualquier problema; la realidad es más modesta, pero no menos asombrosa.