Implementação da Transformada de Fourier Quântica Semiclássica em um Sistema Escalável

Relatamos a implementação da transformada de Fourier quântica semiclássica em um sistema de três qubits de íons de berílio (sistemas quânticos de dois níveis) confinados em um armadilha multizonal segmentada. A transformada de Fourier quântica é o passo final crucial no algoritmo de Shor e atua sobre um registro de qubits para determinar a periodicidade das amplitudes do estado quântico. Como apenas amplitudes de probabilidade são necessárias para esta tarefa, uma versão semiclássica mais eficiente pode ser utilizada, para a qual apenas operações de qubit único condicionadas a resultados de medição são necessárias. Aplicamos a transformada a vários estados de entrada de diferentes periodicidades; os resultados permitem a localização de picos correspondentes aos períodos originais. Esta demonstração incorpora os elementos chave de uma arquitetura de armadilha de íons escalável, sugerindo a futura capacidade de aplicar a transformada de Fourier quântica a um grande número de qubits conforme necessário para um algoritmo útil de fatoração quântica.