Quantenfehlerkorrektur (QEC) ist für das praktische Quantencomputing unerlässlich,
da es fragile Quanteninformationen vor Fehlern schützt, indem es sie kodiert
hochdimensionale Hilberträume. Herkömmliche QEC-Protokolle erfordern normalerweise
wiederholte Syndrommessungen, Echtzeit-Feedback, und die Verwendung mehrerer
physikalische Qubits zur Kodierung. Solche Implementierungen stellen einen erheblichen technischen Aufwand dar
Komplexitäten, insbesondere für Systeme mit gefangenen Ionen, mit hohen Ansprüchen an
Präzision und Skalierbarkeit. Hier, Wir realisieren autonome QEC mit einem logischen Qubit
kodiert in mehreren internen Spinzuständen eines einzelnen gefangenen Ions, übertreffen
der Break-Even-Punkt für die Qubit-Lebensdauer. Unser Ansatz nutzt technische Vorteile
Spin-Bewegungs-Kopplungen zur Übertragung fehlerinduzierter Entropie in Bewegungsmodi,
die anschließend durch sympathische Kühlung mit einer Ancilla abgeführt werden
Ion, Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Messungen und Rückmeldungen vollständig. Durch wiederholt
Anwendung dieses autonomen QEC-Protokolls unter eingespeistem niederfrequentem Rauschen, Wir
Verlängern Sie die Lebensdauer des logischen Qubits auf ungefähr 11.6 MS, im Wesentlichen
übertreffen die Lebensdauer beider physikalischer Qubits ($\simeq$0,9 ms) und die
unkorrigiertes logisches Qubit ($\simeq$0,8 ms), und übertraf damit die Gewinnschwelle
Punkt mit autonomem Schutz der Quanteninformation ohne Messung oder
Nachauswahl. Diese Arbeit präsentiert einen effizienten Ansatz zur Fehlertoleranz
Quantencomputing, das die intrinsische Mehrebenenstruktur von Trapped nutzt
Ionen, Bietet einen einzigartigen Weg zu skalierbaren und robusten Architekturen
Quantenspeicher mit reduziertem Overhead.

Dieser Artikel untersucht Zeitreisen und deren Auswirkungen.

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