квант 1

ru_quantum


Журнал "Квантум"

популярно о квантовой механике


Previous Entry Share
В экспериментах получены три сверхпроводящих кубита в сцепленном состоянии
Math
karakurt wrote in ru_quantum

Два кубита, связанных с волноводом (иллюстрация Leonardo DiCarlo, Yale University).

Сразу две группы физиков представили результаты опытов по организации «запутанных» состояний трёх сверхпроводящих кубитов.

Заметим, что аналогичные эксперименты с фотонными и ионными кубитами были проведены довольно давно, однако в случае сверхпроводящих устройств, привлекающих специалистов надёжностью работы и относительной простотой изготовления, ранее демонстрировались сцепленные состояния только двух кубитов.

Первая группа, возглавляемая учёными из Йельского университета, создавала кубиты с использованием двух небольших отрезков сверхпроводника, соединённых двумя туннельными переходами. Энергетические уровни системы — «0» и «1» — задавались тем, как куперовские пары электронов распределяются между двумя сверхпроводящими образцами, причём переход из одного состояния в другое сопровождался поглощением или испусканием СВЧ-фотона.

С помощью таких кубитов, связанных с СВЧ-волноводом, авторы реализовали состояние Гринбергера — Хорна — Цайлингера (GHZ). GHZ представляет собой суперпозицию состояния, в котором все кубиты находятся на уровне «1», и обратного — полностью «нулевого» — состояния. В наиболее простом случае трёх кубитов можно записать это так: |GHZ> = (|000> + |111>)/2½. Состояние GHZ может пригодиться в будущем, когда учёные наконец начнут конструировать квантовый компьютер, и им потребуется квантовая коррекция ошибок.


Вторая группа, образованная сотрудниками Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, получила «запутанное» состояние трёх кубитов более привычной конструкции, называемых фазовыми. Один такой кубит строится на базе перехода Джозефсона, который создаётся двумя отрезками сверхпроводника, разделёнными тонким слоем диэлектрика. В нашем случае переходы Джозефсона имели вид Al / AlOх / Al, и к каждому кубиту для считывания его состояния было подведено СКВИД-устройство.

В своей схеме физики реализовали, помимо GHZ, состояние W — суперпозицию трёх возможных состояний, в которых один кубит находится на уровне «1», а оставшиеся два — в «0». Его запись выглядит так: |W> = (|001> + |010> + |100>)/3½.


Четыре фазовых кубита; в центре находится цепь емкостной связи. Размер изображения примерно равен 1×1 мм2. (Иллюстрация Matthew Neeley.)

Полные версии отчётов будут опубликованы в журнале Nature; препринты статей (первой и второй) можно скачать с сайта arXiv.

Источник: Компьюлента

?

Log in