Les chercheurs ont démontré expérimentalement un nouveau protocole de stockage d’informations quantiques qui peut être utilisé pour créer des états quantiques de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ). Il existe un grand intérêt pour ces états intriqués complexes en raison de leur utilisation potentielle dans les applications de détection quantique et de correction d’erreurs quantiques.
Chun-Ju Wu du California Institute of Technology présentera cette recherche au Conférence et exposition Optica Quantum 2.0en tant qu’événement hybride du 18 au 22 juin à Denver, Colorado.
Les technologies basées sur le quantum stockent les informations sous la forme de qubits, l’équivalent quantique des bits binaires utilisés dans l’informatique classique. Les États GHZ vont encore plus loin en enchevêtrant trois qubits ou plus. Cette complexité accrue peut être utilisée pour stocker plus d’informations, améliorant ainsi la précision et les performances dans des applications telles que la détection quantique et la mise en réseau.
Les systèmes où les qubits entourent un qubit central qui peut être contrôlé fournissent une plate-forme naturelle pour préparer et utiliser de tels états. Pour ces expériences, les chercheurs ont utilisé un seul qubit d’ions ytterbium qui peut être contrôlé avec des lasers et des électrodes sur puce entourées de spins nucléaires à l’intérieur d’un cristal.
Plus précisément, les chercheurs ont utilisé un ensemble hautement localisé de quatre spins nucléaires de vanadium positionnés de manière déterministe et symétrique. Ils ont développé le contrôle de ces spins et démontré la capacité de stocker et de récupérer des informations quantiques sous la forme d’états GHZ.
De plus, ils ont tiré parti de la symétrie de leur système de spin central pour protéger intrinsèquement les informations quantiques stockées du bruit de champ magnétique corrélé. Il s’agit d’une démonstration critique de la résilience, nécessaire pour les applications du monde réel.
Leurs résultats démontrent la possibilité d’exploiter des systèmes complexes de spin nucléaire pour améliorer la fonctionnalité des nœuds quantiques.
À l’avenir, la capacité de ce système sera améliorée en utilisant des ensembles supplémentaires de spins nucléaires de vanadium. Le développement de nouvelles séquences de contrôle pulsé et de matériel avec un contrôle amélioré sera utilisé pour atteindre ces objectifs.