2024년 1월, 후루사와 아키라(도쿄대학교)와 페터 반 룩(요하네스 구텐베르크 대학교 마인츠)이 이끄는 공동연구팀이 팔라츠키 대학교 올로모우츠, NICT, RIKEN 연구자들과 함께 전파 광에서 세계 최초로 GKP 논리 큐비트를 구현했습니다. 이 연구는 Konno 등 저자의 "Logical states for fault-tolerant quantum computation with propagating light"로 Science(Vol. 383, Issue 6680, pp. 289–293, 2024-01-18)에 게재되었습니다.

이 연구 이전, GKP 인코딩은 초전도 회로(ETH 취리히, 2019)와 이온트랩(NIST, 2019)에서만 실현되었으며, 광학계는 상태 준비에 필요한 강한 광학 비선형성의 부재로 수십 년간 실현이 불가능했습니다.

연구팀은 슈뢰딩거 고양이 상태를 준비한 후 선형 광학 소자만으로 GKP 상태로 성형하고, NICT와 공동 개발한 초전도 나노와이어 단일광자 검출기(SNSPD, 양자효율 ~75%, 타이밍 지터 70 ps)로 사영 측정을 수행하여 이 장벽을 극복했습니다. 시스템은 통신 파장 빛을 사용하여 냉각 장치 없이 완전 상온에서 동작합니다.

실험은 단일 광펄스로부터 논리 큐비트 1개를 인코딩합니다. 그러나 저자들은 오류율이 "결함 허용 양자 계산에 충분하지 않다"고 명시합니다. 논리 구조는 올바르지만 오류율이 결함 허용 임계값을 초과하므로, 임계값 미달 논리 큐비트로 분류됩니다.