工作代表了实验控制复杂量子系统的重要一步

研究人员通过实验证明了一种新的量子信息存储协议，可用于创建 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 量子态。人们对这些复杂的纠缠态非常感兴趣，因为它们在量子传感和量子纠错应用中具有潜在用途。

来自加州理工学院的 Chun-Ju Wu将在 6 月 18 日至 22 日在科罗拉多州丹佛市举行的Optica Quantum 2.0 会议暨展览会上展示这项研究。

基于量子的技术以量子比特的形式存储信息，量子比特相当于经典计算中使用的二进制比特。GHZ 状态通过纠缠三个或更多量子位更进一步。这种增加的复杂性可用于存储更多信息，从而提高量子传感和网络等应用的精度和性能。

量子比特围绕着一个可以控制的中央量子比特的系统提供了一个自然平台来准备和利用这些状态。对于这些实验，研究人员使用了一个镱离子量子比特，它可以用激光和被晶体内部的核自旋包围的片上电极控制。

具体来说，研究人员利用了四个确定性和对称定位的钒核自旋的高度局部化集合。他们开发了对这些自旋的控制，并展示了以 GHZ 态形式存储和检索量子信息的能力。

此外，他们利用中心自旋系统的对称性从本质上保护存储的量子信息免受相关磁场噪声的影响。这是对实际应用程序所必需的弹性的重要证明。

他们的结果证明了利用复杂的核自旋系统来增强量子节点功能的可能性。

将来，该系统的能力将通过使用额外的钒核自旋系综来提高。开发新颖的脉冲控制序列和改进控制的硬件将用于实现这些目标。