Физики запутали четыре кубита в алмазе одной параллельной операцией за 14,8 микросекунды при комнатной температуре. Последовательный метод требовал бы 139,9 микросекунды — новый подход почти в десять раз быстрее и точнее одновременно.
Квантовый регистр построили из электронного спина азотно-вакансионного центра в алмазе и трёх ядер углерода-13 рядом с ним. Четыре кубита переведены в состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера, где частицы образуют единую квантовую систему и их состояния взаимозависимы.
Обычно центральный электрон взаимодействует с каждым ядерным кубитом по очереди. Исследователи подобрали управляющие импульсы так, чтобы электрон воздействовал сразу на все три ядра одновременно. Они использовали динамическую развязку — технику, которая защищает квантовые состояния от нежелательных взаимодействий.
Параллельный метод достиг точности 0,92 (погрешность 0,04), тогда как последовательный — 0,69 (погрешность 0,03). Быстрое создание квантовой запутанности оставляет меньше времени для накопления шумовых ошибок.
Эксперимент пока ограничен четырьмя кубитами и не решает проблему масштабирования квантовых компьютеров. Авторы планируют применить принцип к более крупным регистрам и другим твёрдотельным системам, где один управляющий элемент сможет одновременно воздействовать на несколько квантовых объектов.
