(Phys.org) — Natuurkundigen hebben experimenteel kwantumverstrengeling aangetoond met 10 qubits op een supergeleidend circuit, het vorige record van negen verstrengelde supergeleidende qubits overtreft. De 10-qubit-toestand is de grootste verstrengelde multiqubit-toestand die in een solid-state systeem is gecreëerd en vertegenwoordigt een stap in de richting van het realiseren van grootschalige kwantumcomputing.

Hoofdonderzoeker Jian-Wei Pan en medewerkers aan de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China, Zhejiang-universiteit, Fuzhou-universiteit, en het Instituut voor Natuurkunde, China, hebben een paper over hun resultaten gepubliceerd in een recent nummer van Fysieke beoordelingsbrieven .

In het algemeen, een van de grootste uitdagingen bij het opschalen van multiqubit-verstrengeling is het aanpakken van de catastrofale effecten van decoherentie. Een strategie is om supergeleidende circuits te gebruiken, die bij zeer lage temperaturen werken en bijgevolg langere qubit-coherentietijden hebben.

In de nieuwe opzet is gebruikten de onderzoekers qubits gemaakt van kleine stukjes aluminium, die ze met elkaar verbonden en in een cirkel rond een centrale busresonator gerangschikt. De bus is een belangrijk onderdeel van het systeem, omdat het de interacties tussen qubits regelt, en deze interacties genereren de verstrengeling.

Zoals de onderzoekers hebben aangetoond, de bus kan verstrengeling tussen twee qubits veroorzaken, kan meerdere verstrengelde paren produceren, of kan tot alle 10 qubits verstrengelen. In tegenstelling tot sommige eerdere demonstraties, de verstrengeling vereist geen reeks kwantumlogische poorten, het houdt ook geen wijziging in van de fysieke bedrading van het circuit, maar in plaats daarvan kunnen alle 10 qubits worden verstrengeld met een enkele collectieve qubit-bus-interactie.

Om te meten hoe goed de qubits verstrengeld zijn, de onderzoekers gebruikten kwantumtomografie om de waarschijnlijkheid te bepalen om elke mogelijke toestand van het systeem te meten. Hoewel er duizenden van dergelijke staten zijn, de resulterende kansverdeling leverde ongeveer 67% van de tijd de juiste toestand op. Deze trouw ligt ruim boven de drempel voor echte meerpartiete verstrengeling (algemeen beschouwd als ongeveer 50%).

In de toekomst, het doel van de natuurkundigen is om een ​​kwantumsimulator te ontwikkelen die het gedrag van kleine moleculen en andere kwantumsystemen kan simuleren, wat een efficiëntere analyse van deze systemen mogelijk zou maken in vergelijking met wat mogelijk is met klassieke computers.

© 2017 Fys.org