Realizzazione sperimentale della sensoristica potenziata dalla computazione quantistica

Abstract degli autori

Gli algoritmi quantistici offrono vantaggi computazionali, ma integrarli nella sensoristica quantistica e trasformare questi vantaggi in una maggiore acquisizione di informazioni resta difficile. Qui realizziamo una sensoristica potenziata dalla computazione quantistica in un’architettura spin-oscillatore, in cui una cavità a microonde fornisce un registro quantistico ad alta dimensionalità e un qubit superconduttivo accoppiato funge da sensore. Il segnale sconosciuto genera direttamente l’operazione di oracolo di fase, creando un’interfaccia fisica naturale tra computazione quantistica e rilevamento. Dimostriamo sperimentalmente la prima ricerca di Grover in un modo bosonico e osserviamo l’amplificazione quantistica dell’ampiezza in uno spazio di Hilbert che comprende più di 128 fotoni. A parità di iterazioni di misura, il nostro protocollo estrae più informazioni e risolve un numero maggiore di frequenze candidate rispetto alla ricerca sequenziale classica. I nostri risultati mostrano che gli oracoli generati dal segnale offrono una via per sfruttare gli algoritmi quantistici basati su oracoli e realizzare una sensoristica potenziata dalla computazione quantistica.