(Phys.org) —Físicos demonstraram experimentalmente o emaranhamento quântico com 10 qubits em um circuito supercondutor, ultrapassando o recorde anterior de nove qubits supercondutores emaranhados. O estado de 10 qubit é o maior estado multiqubit emaranhado criado em qualquer sistema de estado sólido e representa um passo em direção à realização da computação quântica em grande escala.

O pesquisador principal Jian-Wei Pan e colegas de trabalho da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, Universidade de Zhejiang, Universidade de Fuzhou, e o Instituto de Física, China, publicaram um artigo sobre seus resultados em uma edição recente da Cartas de revisão física .

Em geral, um dos maiores desafios para aumentar o emaranhamento multiqubit é lidar com os efeitos catastróficos da decoerência. Uma estratégia é usar circuitos supercondutores, que operam em temperaturas muito frias e, conseqüentemente, têm tempos de coerência qubit mais longos.

Na nova configuração, os pesquisadores usaram qubits feitos de pequenos pedaços de alumínio, que eles se conectaram e organizaram em um círculo em torno de um ressonador de barramento central. O ônibus é um componente chave do sistema, pois controla as interações entre os qubits, e essas interações geram o emaranhamento.

Como os pesquisadores demonstraram, o barramento pode criar emaranhamento entre quaisquer dois qubits, pode produzir vários pares emaranhados, ou pode emaranhar até todos os 10 qubits. Ao contrário de algumas demonstrações anteriores, o emaranhamento não requer uma série de portas lógicas quânticas, nem envolve a modificação da fiação física do circuito, mas, em vez disso, todos os 10 qubits podem ser emaranhados com uma única interação coletiva de barramento qubit.

Para medir o quão bem os qubits estão emaranhados, os pesquisadores usaram a tomografia quântica para determinar a probabilidade de medir todos os estados possíveis do sistema. Embora existam milhares desses estados, a distribuição de probabilidade resultante produziu o estado correto em cerca de 67% do tempo. Essa fidelidade está bem acima do limite para um entrelaçamento multipartido genuíno (geralmente considerado em cerca de 50%).

No futuro, o objetivo dos físicos é desenvolver um simulador quântico que possa simular o comportamento de pequenas moléculas e outros sistemas quânticos, o que permitiria uma análise mais eficiente desses sistemas em comparação com o que é possível com os computadores clássicos.

© 2017 Phys.org