Investigadores brasileños demuestran compuertas universales de un solo qubit con un solo pulso

Investigadores de la Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) han demostrado un nuevo método para construir cualquier puerta cuántica de un solo qubit utilizando una simplificación: un único pulso electromagnético. La construcción de puertas cuánticas de alta fidelidad es una tarea fundamental para la computación cuántica. En el caso de las puertas de un solo qubit, la construcción de puertas arbitrarias con una secuencia de pulsos es, en principio, sencilla, como demostraron Kok et al. y Häffner et al. El equipo obtuvo este resultado invirtiendo la ecuación de movimiento para el operador de evolución, un método estándar para obtener la fórmula. Este enfoque se basa únicamente en la aproximación de onda rotativa (rotating-wave-approximation), la única aproximación involucrada, lo que potencialmente agiliza la implementación.

Generación de puertas de un solo qubit con campos linealmente polarizados

Un pulso de luz único y cuidadosamente moldeado puede ahora ejecutar cualquier puerta cuántica de un solo qubit, una hazaña que antes requería secuencias complejas de múltiples pulsos. Este avance no ofrece una vía para simplificar el hardware y aumentar la fidelidad operativa. No se trata simplemente de encontrar una solución; es una determinación del proceso de creación de la puerta, ofreciendo un nivel de control analítico anteriormente elusivo. A diferencia de muchos métodos existentes que dependen de la optimización numérica, esta técnica produce fórmulas analíticas cerradas para los pulsos de control, lo que los hace más fáciles de implementar en sistemas físicos.