Circuiti superconduttori per informazioni quantistiche
Per costruire un circuito elettronico, gli ingegneri elettrici basano il loro design su una conoscenza precisa delle proprietà di ciascun componente. Tutte le resistenze, i condensatori, i transistor e i microchip sono dotati di una scheda dettagliata di specifiche, che descrive il modo in cui ciascun componente elettronico elaborerà segnali diversi. Il compito di assemblare un circuito superconduttore quantistico come parte del progetto SQUBET ("Advanced quantum measurement and detection for superconducting quantum circuits") ha risposto allo stesso requisito. I ricercatori SQUBET hanno applicato la tomografia quantistica per identificare la funzione delle parti del circuito. In particolare, avevano la necessità di verificare l'azione del gate quantistico prevista e l'identità dei bit quantistici di input. Gli scienziati hanno utilizzato i fotoni come bit quantistici, che agiscono da processore delle informazioni quantistiche quando funzionano insieme. È stato sviluppato un rivelatore superconduttore a microonde altamente sensibile per determinare il numero di fotoni in un impulso luminoso. È stato inoltre formulato un modello teorico delle prestazioni del rivelatore in base all'effetto Kerr, in cui i fotoni che passano tra cavità riflettenti vicine sono collegati a moltissimi fenomeni. Uno studio dettagliato degli errori in tomografia quantistica ha diagnosticato la presenza di rumore nelle misurazioni. Tuttavia, il lavoro di ricerca nell'ambito del progetto SQUBET non era limitato alle misure e alla loro successiva analisi. L'indagine ha riguardato tutti gli aspetti, dal design e fabbricazione del rilevatore alla messa in funzione dello strumento. Dopo il completamento del progetto SQUBET è in corso un lavoro supplementare. La visione consiste in accurate descrizioni teoriche delle proprietà di ciascun componente in un circuito quantistico. In definitiva, per ciascun bit quantistico di input, i ricercatori saranno in grado prevedere l'output dopo l'elaborazione senza presupposizioni a priori per quanto riguarda il circuito complesso.
