Предложен метод «плавного затвора» (smooth gate) для запутывания кубитов на захваченных ионах, в котором остаточные ошибки спин-колебательной запутанности адиабатически устраняются путём линейного изменения отстройки (ramping). Продемонстрированы двухкубитные вентили с электронным управлением, оценённая ошибка составила 8,4(7)×10⁻⁵ без необходимости охлаждения до основного состояния. Ошибка сохраняется на уровне ≲5×10⁻⁴ при среднем заполнении фононной моды до n̄ = 9,4(3). Результаты показывают, что квантовые вычисления на ионах могут выполняться с высокой точностью при температурах выше доплеровского предела, что упрощает и ускоряет работу устройства.
Одинокий ион в ловушке дрожит подобно качелям, и каждое колебание вносит ошибку в квантовые вычисления. Традиционно дрожь подавляют охлаждением почти до абсолютного нуля — это громоздко и дорого.
Физики нашли изящное решение: лазерный импульс плавно меняет частоту прямо во время работы, гася дрожание. Луч действует как точный толчок, останавливающий качели: вместо борьбы с тряской он её использует, успокаивая энтропию (беспорядок) системы. Финальную проверку выполняет детектор с фотометрией — замером слабого света, — и ошибка снижается до 0,0084%. Поразительно, что даже при девятикратном усилении дрожи сбои не превышают 0,05%.
Так идеи Дэвида Уайнленда и мечты Ричарда Фейнмана о доступных квантовых машинах становятся реальностью — без ледяного ада.
🎯 Температура, до которой обычно остужают ионы для квантовых вычислений, в тысячи раз ниже, чем в межзвёздном пространстве, — холоднее почти всего во Вселенной.