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”.