量子物理学：シリコンにおける6キュービット量子プロセッサーの普遍的制御

実際的な問題を解くことができる将来の量子コンピューターには、確実に動作する多数の量子ビット（キュービット）が必要になる。しかし、多数のキュービットを持つという要求と高い忠実度で動作するという要求は、一般的に相反している。半導体量子ドット中のスピンは、長期的に有望であることが示されているが、これまでの実証では、使われるキュービットの数は1〜4個で、忠実度は通常、1キュービットか2キュービットの動作や初期化、読み出しが最適化されていた。今回我々は、キュービットの数を増やすと同時に、普遍的な動作、状態準備、測定について、かなりの忠実度を達成した。我々は、ハミルトニアンの注意深い設計、量子回路プログラミングのための高度な抽象化、効率の良いバックグラウンド較正に重点を置いて、6キュービットプロセッサーの設計、作製、動作を行った。これらの着目点は全て、今回の拡張された系で高忠実度を達成するのに不可欠である。状態準備は、測定とリアルタイムフィードバックによる初期化を量子非破壊測定と組み合わせている。これらの進歩は、ますます重要になる量子プロトコルの検証を可能にし、大規模量子計算機への大きな足掛かりになる。

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