Các nhà nghiên cứu Brazil trình diễn các cổng Qubit đơn phổ quát bằng một xung duy nhất

Các nhà nghiên cứu tại Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) đã chứng minh một phương pháp mới để xây dựng bất kỳ cổng lượng tử đơn qubit nào bằng cách sử dụng một sự đơn giản hóa: một xung điện từ duy nhất. Xây dựng các cổng lượng tử có độ trung thực cao là một nhiệm vụ cơ bản đối với tính toán lượng tử. Trong trường hợp các cổng đơn qubit, việc xây dựng các cổng tùy ý bằng một chuỗi các xung về nguyên tắc là đơn giản, như đã được chứng minh bởi Kok và cộng sự và Häffner và cộng sự. Nhóm nghiên cứu đã đạt được kết quả này bằng cách đảo ngược phương trình chuyển động của toán tử tiến hóa, một phương pháp tiêu chuẩn để thu được công thức. Cách tiếp cận này chỉ dựa trên phép xấp xỉ sóng quay (rotating-wave-approximation), phép xấp xỉ duy nhất liên quan, có khả năng tinh giản việc triển khai.

Tạo Cổng Đơn Qubit với Trường Phân Cực Tuyến Tính

Một xung ánh sáng duy nhất, được định hình cẩn thận hiện có thể thực hiện bất kỳ cổng lượng tử đơn qubit nào, một kỳ tích trước đây đòi hỏi các chuỗi phức tạp gồm nhiều xung. Tiến bộ này không đưa ra một lộ trình để đơn giản hóa phần cứng và tăng cường độ trung thực trong vận hành. Đây không chỉ đơn thuần là tìm ra một giải pháp; đó là việc xác định quy trình tạo cổng, mang lại mức độ kiểm soát phân tích mà trước đây vốn khó đạt được. Không giống như nhiều phương pháp hiện nay vốn dựa trên tối ưu hóa số, kỹ thuật này mang lại các công thức phân tích khép kín cho các xung điều khiển, giúp chúng dễ dàng triển khai hơn trong các hệ thống vật lý.