Correction d'erreur quantique (QEC) est essentiel pour l’informatique quantique pratique,
car il protège les informations quantiques fragiles des erreurs en les codant dans
espaces de Hilbert de grande dimension. Les protocoles QEC conventionnels nécessitent généralement
mesures répétées du syndrome, feedback en temps réel, et l'utilisation de plusieurs
qubits physiques pour l'encodage. De telles implémentations posent d'importants problèmes techniques
complexités, en particulier pour les systèmes à ions piégés, avec des exigences élevées envers
précision et évolutivité. Ici, nous réalisons des QEC autonomes avec un qubit logique
codé dans plusieurs états de spin internes d'un seul ion piégé, surpassant
le seuil de rentabilité pour la durée de vie des qubits. Notre approche s'appuie sur l'ingénierie
couplages spin-mouvement pour transférer l'entropie induite par une erreur dans des modes de mouvement,
qui sont ensuite dissipés par refroidissement sympathique avec une ancilla
ion, éliminant complètement le besoin de mesure et de rétroaction. En répétant
appliquer ce protocole QEC autonome sous bruit basse fréquence injecté, nous
prolonger la durée de vie du qubit logique à environ 11.6 MS, substantiellement
durée de vie surperformante pour le qubit physique ($\simeq$0,9 ms) et le
qubit logique non corrigé ($\simeq$0,8 ms), battant ainsi le seuil de rentabilité
point avec protection autonome des informations quantiques sans mesure ni
post-sélection. Ce travail présente une approche efficace de la tolérance aux pannes
l'informatique quantique qui exploite la structure multi-niveaux intrinsèque des éléments piégés
ions, offrant une voie distinctive vers des architectures évolutives et robustes
mémoires quantiques avec une surcharge réduite.

Cet article explore les excursions dans le temps et leurs implications.

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