Российские физики сделали значительный шаг в области квантовых технологий, объединив два ионных кукварта и продемонстрировав универсальный набор квантовых операций на этой системе. Используя ион иттербия (171Yb+), учёные создали схему, эквивалентную четырехкубитной, но с меньшими затратами на добавление новых ионов. Это стало возможным благодаря использованию зеемановских подуровней, возникающих при воздействии внешнего магнитного поля. Использование куквартов, которые обладают большим числом уровней по сравнению с кубитами, открывает новые перспективы для масштабирования квантовых вычислителей.

Разработчики ранее исследовали ионы кальция, но столкнулись с проблемой декогеренции, вызванной чувствительностью уровней к магнитным колебаниям. Переход на ион иттербия позволил снизить эти риски.
В результате, физики успешно реализовали универсальный набор вентилей на базе куквартов, необходимый для выполнения квантовых алгоритмов, что подтверждает потенциал данной технологии в квантовых вычислениях.

Точные манипуляции с ионами были достигнуты благодаря использованию высокостабильного лазера и сложной схемы управления куквартами. Для проведения двухкудратных операций использовался лазерный пучок, который освещал оба иона одновременно, что позволяло реализовывать суперпозицию состояний, такие как состояния Белла. Несмотря на сложность реализации стандартных вентилей и считывания информации с куквартов, достигнутая точность операций колебалась от 83 до 99 процентов, что говорит о высоком уровне контроля над квантовыми состояниями.

Эти достижения открывают новые горизонты для будущих исследований и разработки более совершенных квантовых систем.

Источник: РОССИЙСКИЕ ФИЗИКИ СОБРАЛИ КВАНТОВЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ИЗ КУКВАРТОВ // ссылка