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(noticias nanowerk) Investigadores del Instituto de Investigación Científica e Industrial (SANKEN) de la Universidad de Osaka utilizaron atajos para el método adiabático (STA) (un conjunto de técnicas para acelerar procesos cuánticos sin inducir transiciones entre diferentes estados cuánticos, asegurando cambios rápidos y eficientes en a). Estado del sistema que imita procesos adiabáticos) para acelerar significativamente la evolución adiabática de los qubits de espín.
La fidelidad de giro-inversión después de la optimización del pulso puede ser de hasta el 97,8% para los puntos cuánticos de GaAs. Este trabajo puede ser aplicable a otros pasajes adiabáticos y útil para un control cuántico rápido y altamente preciso.
![La transición del estado de giro bajo una rápida evolución adiabática con (línea discontinua roja) y sin aceleración (línea discontinua azul)](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64780_1.jpg)
Una computadora cuántica utiliza la superposición de los estados “0” y “1” para realizar un procesamiento de información completamente diferente a la computación clásica, lo que permite resolver ciertos problemas mucho más rápidamente. Lograr la “ventaja cuántica” requiere una operación de estados cuánticos de alta precisión en espacios de qubits programables suficientemente grandes.
El método tradicional para cambiar los estados cuánticos utiliza el control de pulsos, que es sensible al ruido y a los errores de control. Por el contrario, la evolución adiabática siempre puede mantener el sistema cuántico en su estado intrínseco. Es resistente al ruido, pero requiere una cierta cantidad de tiempo.
Recientemente, un equipo de SANKEN utilizó por primera vez el método STA para acelerar significativamente el desarrollo adiabático de qubits de espín en puntos cuánticos definidos por una puerta. La teoría que utilizaron fue desarrollada por el científico Xi Chen et al. sugirió. (“Tránsito adiabático acelerado de un qubit de espín de un solo electrón en puntos cuánticos”). «Utilizamos el estilo de unidad cuántica perfecta de STA, lo que permite que el sistema permanezca siempre en su estado ideal incluso durante el desarrollo rápido», explica el coautor Takafumi Fujita.
![Puntos cuánticos semiconductores](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64780_2.jpg)
En línea con el objetivo de desarrollo de los qubits de espín, el experimento de este grupo añade otro potente impulsor para suprimir los errores diabáticos, garantizando una evolución adiabática rápida y casi ideal. También se examinaron las propiedades dinámicas y se demostró la eficacia de este método. Además, tras la optimización, el pulso modificado pudo suprimir aún más el ruido y mejorar la eficiencia del control del estado cuántico.
Al final, este grupo logró una fidelidad de giro-inversión de hasta el 97,8%. Según su evaluación, la aceleración del paso adiabático en los puntos cuánticos de Si o Ge sería mucho mejor y estaría asociada con menos ruido de espín nuclear.
“Esto proporciona un método de control cuántico rápido y altamente preciso. Nuestros resultados también podrían ser útiles para acelerar otros pasajes adiabáticos en puntos cuánticos”, afirma el autor correspondiente Akira Oiwa.
Como candidato prometedor para la computación cuántica, los puntos cuánticos definidos por puertas exhiben largos tiempos de coherencia y buena compatibilidad con la industria moderna de semiconductores. El equipo está intentando encontrar más aplicaciones en sistemas de puntos cuánticos definidos por puertas, como el desarrollo de más qubits de espín. Esperan utilizar este método para encontrar una solución más sencilla y práctica para el procesamiento de información cuántica tolerante a fallos.
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