W ramach prac nad projektem MerQbit chcielibyśmy napisać krótki artykuł, żeby zaznajomić was z ideą kubitów DFS.

Aby zrozumieć ten temat możemy najpierw zaznajomić się z dwoma pojęciami.
Jednym z nich jest kubit logiczny.
Kubit logiczny to coś, co fizycznie może być całym podukładem kwantowym, ale w układzie funkcjonuje jako jeden kubit.
Jest to najczęsciej stosowane gdy chcemy mieć kubit odporny na błędy, a nie jesteśmy w stanie otrzymać go fizycznie.
Wtedy można dodać do kubitu specjalne układy korekcyjne i ta całość funkcjonuje później w systemie jako jeden - logiczny - kubit.

Kolejnym pojęciem wartym znajomości jest przestrzeń Hilberta.
Jest to przestrzeń wektorowa, dzięki której możemy matematycznie opisać qubit.
Jest on wtedy przedstawiany jako wektor w tej przestrzeni.
Dla jednego kubitu - ta przestrzeń ma dwa wymiary, odpowiadające stanom bazowym kubitów |0⟩ i |1⟩, ale dla stanów wielokubitowych - jest to więcej wymiarów.
Jeden z najbardziej znanych reprezentacji kubitu jest właśnie oparta o nie:

|q⟩ = α|0⟩ + β|1⟩,

gdzie α i β to amplitudy prawdopodobieństwa w postaci liczb zespolonych.

Decoherence Free Subspaces (DFS) to podprzestrzenie przestrzeni Hilberta, które są niezmienne w stosunku do dekoherencji, dzięki czemu cała ewolucja systemu jest jednolita.
W sensie praktycznym, w metodzie tej konstruowana jest specjalna przestrzeń wielokubitowa, w sposób pasywny eliminująca błędy kwantowe poprzez odwzorowywanie ich na określone podprzestrzenie.
Naszym celem było stworzenie optycznego układu kwantowego, który wyprowadza jeden – wolny od błędów – kubit logiczny.

Mamy nadzieję, że po tym wstępie udało nam się zainteresować was tą tematyką 🙂
Aby móc ją dalej zgłębiać, zapraszamy do naszego Koła Naukowego.

Projekt finansowany ze środków budżetu państwa, przyznanych przez Ministra Edukacji i Nauki w ramach Programu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.