Dalam karya yang diterbitkan dalam Kajian Surat fizikal penyelidik di Institut Penyelidikan Saintifik dan Perindustrian Universiti Osaka (SANKEN) menggunakan kaedah "pintasan ke adiabatisiti (STA)" untuk mempercepatkan evolusi adiabatik spin qubit. Kesetiaan lilitan putaran selepas pengoptimuman nadi boleh setinggi 97.8% dalam titik kuantum GaAs. Kerja ini mungkin boleh digunakan untuk laluan adiabatik lain dan mungkin berguna untuk kawalan kuantum yang cepat dan ketelitian tinggi.
Komputer kuantum menggunakan superposisi "0" dan "1" keadaan untuk melaksanakan pemprosesan maklumat, yang sama sekali berbeza daripada pengkomputeran klasik, sekali gus membolehkan penyelesaian masalah tertentu pada kadar yang lebih cepat. Operasi keadaan kuantum ketelitian tinggi dalam ruang qubit boleh diprogramkan yang cukup besar diperlukan untuk mencapai "kelebihan kuantum."
Kaedah konvensional untuk menukar keadaan kuantum menggunakan kawalan nadi, yang sensitif kepada bunyi dan ralat kawalan. Sebaliknya, evolusi adiabatik sentiasa boleh mengekalkan sistem kuantum dalam keadaan eigennya. Ia teguh kepada bunyi tetapi memerlukan tempoh masa tertentu.
Pasukan dari SANKEN menggunakan kaedah STA untuk mempercepatkan evolusi adiabatik spin qubit dalam titik kuantum yang ditentukan gerbang buat kali pertama. Teori yang mereka gunakan telah dicadangkan oleh saintis Xi Chen dan lain-lain. "Kami menggunakan gaya pemanduan kuantum tanpa peralihan STA, sekali gus membolehkan sistem sentiasa kekal dalam keadaan eigen yang ideal walaupun di bawah evolusi pesat," jelas pengarang bersama Takafumi Fujita.
-
Laluan keadaan putaran di bawah evolusi adiabatik pantas dengan (garis putus-putus merah) dan tanpa pecutan (garis putus-putus biru). Kredit: Xiao-Fei Liu et al.
-
Pecutan laluan adiabatik. Kredit: Xiao-Fei Liu et al.
Menurut evolusi sasaran spin qubit, percubaan kumpulan ini menambah satu lagi pemanduan berkesan untuk menyekat ralat diabatik, yang menjamin evolusi adiabatik yang pantas dan hampir ideal.
Sifat dinamik juga telah disiasat dan membuktikan keberkesanan kaedah ini. Selain itu, nadi yang diubah suai selepas pengoptimuman dapat menekan lagi bunyi dan meningkatkan kecekapan kawalan keadaan kuantum.
Akhirnya, kumpulan ini mencapai kesetiaan pusingan pusingan sehingga 97.8%. Mengikut anggaran mereka, pecutan laluan adiabatik akan menjadi lebih baik dalam titik kuantum Si atau Ge dengan bunyi putaran nuklear yang kurang.
“Ini menyediakan kaedah kawalan kuantum yang cepat dan ketepatan tinggi. Keputusan kami juga mungkin berguna untuk mempercepatkan laluan adiabatik lain dalam titik kuantum, "kata pengarang yang sepadan, Akira Oiwa.
Sebagai calon yang menjanjikan untuk pengkomputeran kuantum, titik kuantum yang ditentukan gerbang mempunyai masa koheren yang panjang dan keserasian yang baik dengan industri semikonduktor moden. Pasukan ini cuba mencari lebih banyak aplikasi dalam sistem titik kuantum yang ditentukan gerbang, seperti promosi kepada lebih banyak qubit putaran. Mereka berharap untuk mencari penyelesaian yang lebih mudah dan lebih sesuai untuk pemprosesan maklumat kuantum toleran kesalahan menggunakan kaedah ini.