Este estudo demonstra como a integração de subespaços livres de descoherência com desacoplamento dinâmico melhora a fidelidade do estado quântico, oferecendo uma rota prática para uma computação quântica mais resiliente ao ruído
Um dos principais desafios na construção de computadores quânticos escaláveis é o gerenciamento do ruído durante as operações para melhorar a precisão. A decoherência, que surge de erros sistemáticos e interações ambientais, interrompe a informação quântica e limita o desempenho.
Existem várias estratégias para reduzir a decoerência. Uma abordagem é a dissociação dinâmica, que calcula a média do ruído através de pulsos de controle cuidadosamente cronometrados. Outra é a correção de erro quântico, que detecta e corrige falhas em um cálculo quântico. Neste estudo, os autores exploram uma terceira abordagem, alavancando a simetria dos sistemas quânticos para criar subespaços livres de decoerência. Esses subespaços isolam informações quânticas do ruído ambiental.
Os autores investigam como esses subespaços livres de decoerência podem ser integrados às técnicas de proteção de erros existentes. Eles constroem um qubit lógico dentro de um subespaço livre de decoerência usando uma sequência de pulso especialmente projetada. Quando combinado com a dissociação dinâmica, esse método melhora a fidelidade dos estados quânticos em até 23% em comparação com os qubits físicos.
Esta pesquisa apresenta uma maneira prática e eficaz de incorporar subespaços sem decoerência ao gerenciamento de erros quânticos, oferecendo um caminho promissor em direção à computação quântica mais confiável.
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Algoritmos quânticos para computação científica por R Au-Yeung, B Camino, O Rathore e V Kendon (2024)
