Investigadores del Instituto de Computación Cuántica (IQC) de la Universidad de Waterloo han logrado avances significativos en el control de qubits individuales hechos de bario mediante luz láser.
este Método pionero Es la tecnología más confiable y poderosa disponible actualmente para manipular qubits, lo que representa un avance fundamental en la búsqueda de computadoras cuánticas funcionales.
Penetración de la guía de ondas
Este nuevo método implica el uso de una pequeña guía de ondas de vidrio para separar y enfocar rayos láser con una precisión de cuatro micrones, aproximadamente cuatro centésimas del ancho de un solo cabello humano.
Precisión y control simultáneo de cada rayo láser enfocado a su objetivo. cúbit Se pueden controlar en paralelo, lo que no tiene paralelo en investigaciones anteriores. A diferencia de los métodos anteriores para crear controles ágiles sobre iones individuales, los moduladores basados en fibra no se influyen entre sí.
El sistema de control de qubits iónicos más flexible
«Esto significa que podemos hablar con cualquier ion sin afectar a sus vecinos, conservando al mismo tiempo la capacidad de controlar cada ion en la mayor medida posible. Este es un sistema de control», dijo el Dr. K. Rajib Islam, profesor del IQC y del Departamento. de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo: “En el qubit de iones más flexible y con tan alta precisión que conocemos, en el mundo académico y en la industria”.
Los científicos centraron su atención en los iones de bario, que son de gran importancia dentro… Calculando el cuanto de iones atrapados especialización. Los iones de bario tienen estados energéticos útiles que pueden ser la base de los estados cero y uno de un qubit.
Además, se pueden procesar utilizando luz verde visible, a diferencia de otros tipos de átomos que requieren luz ultravioleta de alta energía para un procesamiento similar. Esta distinción permite a los investigadores aprovechar técnicas ópticas disponibles comercialmente que no son viables para longitudes de onda ultravioleta.
Óptica similar a un telescopio: lograr una estrecha separación entre rayos láser
El equipo de investigación desarrolló un chip de guía de ondas para dividir un único rayo láser en 16 canales de luz distintos. Luego, estos canales se enrutan a moduladores individuales basados en fibra óptica. Estos moduladores proporcionan un control independiente y ágil de diferentes aspectos de cada rayo láser, incluyendo su intensidad, frecuencia y fase.
Para lograr la distancia cercana requerida, los rayos láser se enfocan a través de lentes ópticas que actúan como un telescopio. Los investigadores se aseguraron de que el enfoque de cada rayo láser fuera preciso y pudiera controlarse mediante sensores de cámara precisos para la medición.
Futuro prometedor
El nuevo enfoque de guía de ondas ofrece un medio de control muy claro y preciso y tiene un gran potencial para manipular iones para codificar y procesar datos cuánticos.
También ofrece una vía prometedora para su aplicación en simulación y computación cuánticas, abriendo interesantes posibilidades para este campo.
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