Un experiment cuantic transformă haosul în ordine într-un sistem de 100 de qubiți

Cercetători de la Universitatea Rutgers, IBM și instituții partenere au dirijat spre o stare ordonată un sistem cuantic făcut în mod deliberat haotic, folosind până la 100 de qubiți, unitățile de bază ale unui computer cuantic. Ei au demonstrat efectuarea repetată de măsurători și aplicarea feedbackului în timp ce procesorul continua să funcționeze, testând o capacitate importantă pentru realizarea unor mașini mai fiabile.

Studiul, publicat în Nature Physics la 9 octombrie, a folosit procesorul IBM Quantum Heron. Echipa a alternat operații care amestecau informația între qubiți vecini cu măsurători urmate de resetări care dirijau qubiții selectați spre o stare aleasă. Cele mai mari circuite au combinat aproximativ 5.000 de operații care conectau perechi de qubiți cu aproximativ 5.000 de resetări.

Când amestecarea informației domina, sistemul rămânea haotic. Odată ce operațiile de control deveneau suficient de frecvente, acesta trecea brusc spre ordine. Tranziția devenea mai clară pe măsură ce cercetătorii testau sisteme mai mari, în concordanță cu predicțiile lor teoretice.

Distincția este importantă: aceasta nu a fost încă o demonstrație a corectării erorilor pentru protejarea unui calcul. Resetarea qubiților într-o stare selectată este diferită de păstrarea informației cuantice utile, care este ușor perturbată de interferențe și operații imperfecte.

Experimentul a arătat că hardware-ul actual poate coordona mii de operații, măsurători și resetări într-un sistem cuantic de dimensiuni considerabile. Combinarea acestei capacități de feedback cu metode care protejează informația pe tot parcursul unui calcul rămâne o sarcină pentru cercetările viitoare.