Qubits, de basiseenheden van kwantuminformatie, zijn notoir kwetsbaar en lopen het risico hun kwantumtoestand te verliezen. Dit komt door een aantal factoren, waaronder geluid uit de omgeving en interacties met andere qubits.

Eén manier om qubits tegen deze fouten te beschermen is het gebruik van kwantumfoutcorrectie, een techniek die meerdere qubits gebruikt om één logische qubit te coderen. Hierdoor is de logische qubit beter bestand tegen fouten, omdat de fouten kunnen worden gedetecteerd en gecorrigeerd.

Kwantumfoutcorrectie vereist echter een groot aantal qubits, wat de implementatie ervan kan bemoeilijken. Bovendien is de kwantumfoutcorrectie niet perfect en bestaat nog steeds de kans dat er fouten optreden.

Een andere benadering om qubits te beschermen is het gebruik van kwantumsynchronisatie. Bij deze techniek wordt een controle-qubit gebruikt om de andere qubits gesynchroniseerd te houden. De control qubit is een qubit die niet wordt gebruikt om informatie op te slaan, maar die ervoor zorgt dat de andere qubits allemaal op dezelfde frequentie werken.

Kwantumsynchronisatie kan helpen de effecten van ruis en interacties tussen qubits te verminderen, waardoor het een waardevol hulpmiddel wordt voor het beschermen van kwantuminformatie.

Een natuurkundige die zich bezighoudt met kwantumsynchronisatie is Dr. John Martinis van de Universiteit van Californië, Santa Barbara. Het onderzoek van Dr. Martinis richt zich op het ontwikkelen van nieuwe technieken voor kwantumsynchronisatie die efficiënt en robuust zijn.

In een recent artikel hebben Dr. Martinis en zijn team een ​​nieuwe techniek voor kwantumsynchronisatie gedemonstreerd, waarbij één enkele controle-qubit wordt gebruikt om een ​​groot aantal dataqubits te synchroniseren. Deze techniek is efficiënter dan eerdere methoden en ook robuuster tegen ruis.

Het onderzoek van dr. Martinis helpt het veld van quantum computing vooruit te helpen door het mogelijk te maken qubits tegen fouten te beschermen. Dit werk is essentieel voor de ontwikkeling van kwantumcomputers, die het potentieel hebben om een ​​revolutie teweeg te brengen op een breed scala van gebieden, waaronder financiën, medicijnontdekking en materiaalkunde.