В январе 2024 года консорциум под руководством Акиры Фурусавы (Токийский университет) и Петера ван Лука (Университет Иоганна Гутенберга в Майнце), совместно с исследователями Университета Палацкого в Оломоуце, NICT и RIKEN, продемонстрировал первый в мире GKP-логический кубит в распространяющемся свете. Работа опубликована как Konno et al., «Logical states for fault-tolerant quantum computation with propagating light», в Science (Т. 383, вып. 6680, стр. 289–293, 18.01.2024).
До этого GKP-кодирование было реализовано только в сверхпроводящих цепях (ETH Цюрих, 2019) и ионных ловушках (NIST, 2019). Оптическая область на протяжении десятилетий оставалась недостижимой из-за отсутствия сильных оптических нелинейностей, необходимых для подготовки состояний.
Команда преодолела это препятствие, подготовив состояния кота Шрёдингера, сформировав их в GKP-состояния с помощью только линейных оптических элементов, а затем выполнив проективные измерения с помощью сверхпроводящих нанопроволочных однофотонных детекторов (SNSPD, разработанных совместно с NICT; квантовая эффективность ~75%, временной джиттер 70 пс). Система полностью работает при комнатной температуре со светом телекоммуникационной длины волны без криогенного охлаждения.
Эксперимент кодирует 1 логический кубит из одиночного светового импульса. Однако авторы явно указывают, что частоты ошибок «недостаточны для отказоустойчивых квантовых вычислений» — логическая структура верна, но частоты ошибок превышают порог. Результат классифицируется как логический кубит ниже порога.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Логических кубитов | 1 (ниже порога) |
| Физических кубитов | 1 (одиночный световой импульс) |
| Кодирование | GKP / непрерывные переменные |
| Длина волны | Телекоммуникационная |
| Рабочая температура | Комнатная |
| Публикация | Science 383, 289 (2024) |