Tim Jülich jalankan gerbang transmon 6,8 nanodetik dengan fidelitas di atas 99,98%

Peneliti di Jülich, Aachen, dan Köln melaporkan di Nature Communications gerbang satu qubit ultracepat dengan metode pulsa yang menekan kebocoran multifoton.

Halaman ini diterjemahkan dari bahasa Inggris. Nama perusahaan dan produk serta tautan sumber tidak diubah. Baca versi asli dalam bahasa Inggris

Fisikawan di Forschungszentrum Jülich, bekerja sama dengan RWTH Aachen University dan Universitas Köln, menjalankan operasi satu qubit pada qubit superkonduktor dalam 6,8 nanodetik dengan akurasi di atas 99,98%. Hasil yang diterbitkan di Nature Communications sebagai Ultrafast single-qubit gates through multi-photon transition removal ini bertumpu pada cara baru membentuk pulsa kendali gelombang mikro. Menurut siaran pers Jülich, operasi semacam itu biasanya memakan waktu beberapa puluh nanodetik pada mesin superkonduktor.

Apa yang diumumkan

Dua gerbang dasar dijalankan pada satu qubit transmon yang dibuat di Helmholtz Nano Facility di Jülich, masing-masing digerakkan oleh pulsa gelombang mikro 6,8 nanodetik. Fidelitas terukur adalah 99,981% dan 99,989%, dan peluang qubit bocor ke tingkat energi lebih tinggi tetap di bawah 0,002% per operasi, menurut institut tersebut. Quantum Computing Report mengidentifikasi gerbang tersebut sebagai X dan X/2 dan melaporkan fidelitas diukur dengan interleaved randomized benchmarking. Pekerjaan ini dilakukan dalam QSOLID, konsorsium nasional Jerman yang dikoordinasikan Jülich.

Detail teknis

Kecepatan penting karena qubit hanya mempertahankan keadaannya untuk waktu singkat: gerbang yang lebih cepat memungkinkan lebih banyak operasi, termasuk siklus koreksi galat, masuk ke jendela waktu itu. Namun pulsa yang lebih pendek harus lebih kuat, dan transmon memiliki tingkat energi di atas dua tingkat yang dipakai untuk komputasi. Tim Jülich menemukan bahwa pulsa kuat dan cepat dapat mendorong qubit bukan hanya satu lantai terlalu tinggi, melainkan dua atau tiga lantai lebih tinggi melalui transisi multifoton, efek yang menurut siaran pers sebelumnya terabaikan dan dapat bertahan selama beberapa langkah komputasi serta mengganggu koreksi galat.

Metode baru, R2D, dibangun di atas DRAG, teknik koreksi pulsa standar yang dipakai lebih dari satu dekade. Metode ini membentuk pulsa untuk menyaring komponen frekuensi yang memicu transisi yang tidak diinginkan sambil tetap menjalankan operasi yang dimaksud. Dibandingkan metode standar, R2D menurunkan peluang transisi multifoton lebih dari 20 kali lipat, kata para peneliti. QCR melaporkan bahwa galat gerbang yang tersisa dibatasi oleh dekoherensi, bukan oleh galat kendali.

Pekerjaan eksperimental dipimpin Yuan Gao dan Rami Barends di PGI-13 Peter Grünberg Institute, dengan teori dari José da Costa Jesus, Francisco Cárdenas-López, dan Felix Motzoi di PGI-8.

Mengapa penting

Gerbang yang lebih cepat tanpa kehilangan akurasi memberi skema koreksi galat lebih banyak ruang sebelum qubit kehilangan koherensi, dan menekan kebocoran sangat berharga karena keadaan yang bocor sulit ditangani kode standar.

Yang perlu dicermati

Para peneliti menekankan bahwa teknik ini sejauh ini baru diuji pada satu qubit terisolasi. Eksperimen lanjutan perlu menunjukkan apakah teknik ini bertahan pada prosesor yang lebih besar, di mana crosstalk dan kepadatan frekuensi menjadi masalah, serta pada operasi dua qubit.

Berita terbaru

Perangkat keras3 November 2026