En janvier 2024, un consortium dirigé par Akira Furusawa (Université de Tokyo) et Peter van Loock (Université Johannes Gutenberg de Mayence), avec des chercheurs de l'Université Palacký d'Olomouc, du NICT et du RIKEN, a démontré le premier qubit logique GKP au monde dans de la lumière propagative. Les travaux ont été publiés sous la forme de Konno et al., « Logical states for fault-tolerant quantum computation with propagating light », dans Science (Vol. 383, n° 6680, pp. 289–293, 2024-01-18).
Avant ces travaux, le codage GKP n'avait été réalisé que dans des circuits supraconducteurs (ETH Zurich, 2019) et des pièges à ions (NIST, 2019). Le domaine optique représentait une barrière de plusieurs décennies en raison de l'absence de fortes non-linéarités optiques nécessaires à la préparation des états.
L'équipe a surmonté cet obstacle en préparant des états chats de Schrödinger et en les façonnant en états GKP à l'aide uniquement d'éléments optiques linéaires, puis en effectuant des mesures projectives avec des détecteurs de photons uniques à nanofil supraconducteur (SNSPD co-développés avec le NICT, efficacité quantique ~75%, gigue temporelle 70 ps). Le système fonctionne entièrement à température ambiante avec de la lumière à longueur d'onde télécom sans refroidissement cryogénique.
L'expérience encode 1 qubit logique à partir d'une seule impulsion lumineuse. Cependant, les auteurs indiquent explicitement que les taux d'erreur « ne sont pas suffisants pour un calcul quantique tolérant aux pannes » — la structure logique est correcte mais les taux d'erreur dépassent le seuil, classifiant ce résultat comme qubit logique sous le seuil.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Qubits logiques | 1 (sous le seuil) |
| Qubits physiques | 1 (impulsion lumineuse unique) |
| Encodage | GKP / variable continue |
| Longueur d'onde | Télécom |
| Température | Ambiante |
| Publication | Science 383, 289 (2024) |