Un team di ricercatori dell'UCLA ha stabilito un nuovo record per la preparazione e la misurazione dei bit quantistici, o qubit, all'interno di un computer quantistico senza errori. Le tecniche che hanno sviluppato rendono più facile costruire computer quantistici che superano i computer classici per compiti importanti, compresa la progettazione di nuovi materiali e prodotti farmaceutici. La ricerca è pubblicata nella rivista peer-reviewed, rivista online ad accesso libero, npj Informazioni quantistiche , pubblicato da Nature e comprendente l'eccezionale ricerca sull'informazione quantistica e l'informatica quantistica.

Attualmente, i computer quantistici più potenti sono dispositivi "rumorosi quantistici su scala intermedia" (NISQ) e sono molto sensibili agli errori. L'errore nella preparazione e nella misurazione dei qubit è particolarmente gravoso:per 100 qubit, un errore di misurazione dell'1% significa che un dispositivo NISQ produrrà una risposta errata circa il 63% delle volte, ha affermato l'autore senior Eric Hudson, un professore di fisica e astronomia dell'UCLA.

Per affrontare questa grande sfida, I colleghi di Hudson e UCLA hanno recentemente sviluppato un nuovo qubit ospitato in un ione bario radioattivo. Questo "ione di riccioli d'oro" ha proprietà quasi ideali per realizzare dispositivi quantistici a tasso di errore ultra basso, consentendo al gruppo UCLA di raggiungere un tasso di errore di preparazione e misurazione di circa lo 0,03%, inferiore a qualsiasi altra tecnologia quantistica fino ad oggi, ha detto il co-autore senior Wesley Campbell, anche un professore di fisica e astronomia all'UCLA.

Lo sviluppo di questo nuovo entusiasmante qubit alla UCLA dovrebbe avere un impatto su quasi ogni area della scienza dell'informazione quantistica, ha detto Hudson. Questo ione radioattivo è stato identificato come un sistema promettente nelle reti quantistiche, rilevamento, tempismo, simulazione e calcolo, e il documento dei ricercatori apre la strada a dispositivi NISQ su larga scala.

I coautori sono l'autore principale Justin Christensen, uno studioso post-dottorato nel laboratorio di Hudson, e David Hucul, un ex borsista post-dottorato nei laboratori di Hudson e Campbell, che ora è un fisico presso l'U.S. Air Force Research Laboratory.