Квантовые компьютеры, использующие принципы квантовой механики, способны превзойти классические системы в решении сложных задач оптимизации и моделирования. Традиционно они оперируют кубитами — квантовыми единицами информации, существующими в суперпозиции двух состояний. Однако в последние годы ученые активно исследуют кудиты — многоуровневые квантовые системы, способные хранить больше информации и выполнять вычисления эффективнее.
Несмотря на их потенциал, кудиты более подвержены декогеренции — потере квантовой информации из-за взаимодействия с окружающей средой. Ученые из Университета Южной Калифорнии и Калифорнийского университета в Беркли разработали новые протоколы динамической развязки (DD) для снижения декогеренции в системах на основе кудитов. Эти методы, описанные в Physical Review Letters, были успешно протестированы на сверхпроводящем трансмонном процессоре.
«Кудиты открывают новые горизонты для квантовой обработки информации, но их повышенная чувствительность к шуму и сложность взаимодействий представляют серьезные вызовы», — отметили исследователи. DD, основанный на принципах спинового эха, доказал свою эффективность в подавлении шума и нежелательных взаимодействий в квантовых системах.
Этот прорыв не только улучшает стабильность кудитов, но и открывает путь к созданию более мощных и надежных квантовых вычислительных систем.
Фото: Трипати и др.
Дополнительная информация: Vinay Tripathi et al, Qudit Dynamical Decoupling on a Superconducting Quantum Processor, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.050601. On arXiv. DOI: 10.48550/arxiv.2407.04893
Источник: A new approach to reduce decoherence in superconducting qudit-based quantum processors