Protéger les qubits logiques par découplage dynamique

Démontrer que les qubits logiques surpassent leurs homologues physiques représente une étape clé pour parvenir à un calcul quantique fiable. Ici, nous proposons de protéger les qubits logiques par un schéma de découplage dynamique qui implémente des portes i sur des qubits physiques voisins, et nous démontrons expérimentalement ce schéma sur des qubits transmon supraconducteurs. Dans notre schéma, chaque qubit logique nécessite seulement deux qubits physiques. Un ensemble universel de portes quantiques sur les qubits logiques peut être réalisé, chaque porte logique comportant une ou deux portes physiques. Nos expériences révèlent que le temps de cohérence d’un qubit logique est prolongé jusqu’à 357 % par rapport au qubit physique le plus performant. De plus, nous démontrons – à notre connaissance pour la première fois – que plusieurs qubits logiques peuvent surpasser leurs homologues supraconducteurs physiques. Nous illustrons un ensemble de portes universelles par une expérience de Ramsey logique et la création d’un état de Bell logique. De par sa nature évolutive, notre schéma promet d’être un composant pour le calcul quantique fiable futur.