Zasada jest dość prosta: im więcej operacji zachodzących przy udziale kubitów, tym większe ryzyko wystąpienia zakłóceń oraz problemów z działaniem bramek kwantowych. Z tego względu fizycy od lat dążyli do opracowania jak najskuteczniejszych sposobów na wytwarzanie i kontrolowanie splątania. Ważnym aspektem tych eksperymentów było utrzymywanie splątania dalekiego zasięgu, w którym kubity pozostaną splątane nawet wtedy, gdy będą dzieliły je duże odległości.
Czytaj też: Gigantyczne osiągnięcie Google. To może być przełom w świecie komputerów kwantowych
Wielki przełom w tym zakresie nastąpił niedawno przy udziale przedstawicieli IBM Quantum, Uniwersytetu w Kolonii i Uniwersytetu Harvarda. Zorganizowane przez nich eksperymenty miały wykazać, czy opracowane podejście ma rację bytu w rzeczywistym świecie. O rezultatach zastosowanego podejścia autorzy badań piszą teraz w publikacji zamieszczonej na łamach Nature Physics.
Jak wyjaśniają eksperci wchodzący w skład międzynarodowego zespołu, ich działania potwierdziły skuteczność splątania dalekiego zasięgu i przejścia fazowego stanu mieszanego w układzie składającym się z 54 kubitów. Platformę działań naukowców stanowił komputer kwantowy ibm_sherbrooke oparty na 127-kubitowym procesorze kwantowym IBM Eagle.
Nowa metoda zastosowana przez członków międzynarodowego zespołu badawczego umożliwiła splątanie kwantowe w układzie złożonym z 54 kubitów, czyli bitów kwantowych
Istotną rolę w ostatnich dokonaniach odegrały badania zwieńczone publikacją z 2022 roku. Przeprowadzili je również naukowcy z Uniwersytetu w Kolonii i Uniwersytetu Harvarda. Tym razem wprowadzono jednak pewne modyfikacje: nowy protokół miał doprowadzić do stworzenia splątania dalekiego zasięgu w układzie z wieloma kubitami. Jedną z cech wyróżniających tę nową metodę jest użycie niewielkiej liczby warstw bramek kwantowych w celu stworzenia minimalnej ilości splątania między dwoma zestawami kubitów.
Czytaj też: Elektrownia jądrowa w Czarnobylu otrzymała zielone światło. Sporo będzie się tam działo
Później dochodzi do zmierzenia jednego zestawu tak, aby doszło do skonsolidowania drugiego w oparciu o zwrotne oddziaływanie pomiarów kwantowych. Poza tym istotna była komunikacja między zmierzonymi bitami a niezmierzonymi kubitami. Ostatecznie członkom zespołu badawczego udało się utrzymać porządek w 54-kubitowym układzie aż do momentu przejścia fazowego, które nie wymagało dostrajania, co byłoby konieczne w przypadku klasycznych obliczeń. Poczynione postępy powinny mieć w przyszłości przełożenie na wydajność tworzenia rozbudowanych układów kwantowych przeznaczonych do wykonywania zaawansowanych obliczeń.