Команда ученых из Технического университета Вены в сотрудничестве с коллегами из Китая представила инновационный двухкудитный управляемый фазовый вентиль. В отличие от традиционных кубитных систем, работающих с двумя состояниями (0 и 1), данный вентиль использует кудиты — квантовые объекты с произвольным числом базисных состояний. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.
Кудиты способны хранить значительно больше информации, чем кубиты, поскольку их четыре состояния позволяют учитывать дополнительные измерения. Новый вентиль предлагает механизм для контролируемого взаимодействия двух таких систем, что является ключевым для квантовых вычислений. Его особенность заключается в геральдированности — система сообщает о результате операции и дает возможность повторить попытку в случае ошибки, что критично для масштабируемости.
Вместо традиционной поляризации, новый вентиль работает с пространственной волновой функцией фотонов, позволяя проводить операции с различными орбитальными угловыми моментами. Это уменьшает количество используемых частиц, повышая стабильность и снижая технические требования. Ученые уже разработали теоретическую схему для увеличения размерности системы и демонстрации алгоритмов, использующих преимущества кудитов.