Im Januar 2024 demonstrierte ein Konsortium unter der Leitung von Akira Furusawa (Universität Tokio) und Peter van Loock (Johannes Gutenberg-Universität Mainz), zusammen mit Forschern der Palacký-Universität Olmütz, NICT und RIKEN, das weltweit erste GKP-Logik-Qubit in propagierendem Licht. Die Arbeit erschien als Konno et al., „Logical states for fault-tolerant quantum computation with propagating light“ in Science (Bd. 383, Heft 6680, S. 289–293, 18.01.2024).

Zuvor war GKP-Kodierung nur in supraleitenden Schaltkreisen (ETH Zürich, 2019) und Ionenfallen (NIST, 2019) realisiert worden. Der optische Bereich galt aufgrund fehlender starker optischer Nichtlinearitäten für die Zustandspräparation jahrzehntelang als nicht umsetzbar.

Das Team überwand diese Hürde durch die Erzeugung von Schrödinger-Katzenzuständen, deren Formung in GKP-Zustände mittels ausschließlich linearer optischer Elemente und projektive Messungen mit supraleitenden Nanodraht-Einzelphotonen-Detektoren (SNSPD, gemeinsam mit NICT entwickelt, Quanteneffizienz ~75%, Zeitjitter 70 ps). Das System arbeitet vollständig bei Raumtemperatur mit Telekommunikationswellenlängenlicht ohne Kühlung.

Das Experiment kodiert 1 logisches Qubit aus einem einzelnen Lichtpuls. Die Autoren weisen jedoch ausdrücklich darauf hin, dass die Fehlerraten „nicht ausreichend für fehlertolerante Quantenberechnung“ sind — die logische Struktur ist korrekt, aber die Fehlerraten überschreiten die Schwelle. Dieses Ergebnis wird als unter der Schwelle liegendes logisches Qubit klassifiziert.