Группе исследователей из Национального института стандартов и технологий (США) удалось реализовать последовательность из нескольких операций над кубитами без потери информации.

В качестве кубитов авторы использовали ионы бериллия ⁹Be⁺, захваченные в ловушку с шестью выделенными областями. Перемещение ионов между этими зонами осуществлялось с помощью электрического поля, а энергетические состояния частиц изменялись под действием импульсов лазерного УФ-излучения определенной частоты и длительности.

Для того чтобы обеспечить сохранность квантовой информации в ходе эксперимента, исследователи поместили в ловушку дополнительные «охлаждающие» ионы магния ²⁴Mg⁺. Взаимодействие охлажденных с помощью лазера ионов ²⁴Mg⁺ с кубитами снизило возмущающее влияние перемещений на последние (необходимо отметить, что дистанции ученые выбрали макроскопические — 960 мкм, или около миллиметра). Другой важной особенностью методики стало то, что на разных этапах эксперимента для представления информации использовались три различные пары энергетических состояний ионов ⁹Be⁺. Это позволило минимизировать негативное воздействие паразитных магнитных полей.

В начале эксперимента ионы ⁹Be⁺ располагались в разных зонах ловушки; ученые провели запись квантовой информации, логические действия над отдельными кубитами и считали полученные результаты. Затем кубиты были перемещены в одну область, где исследователи выполнили «парную» логическую операцию, и вновь разделены для проведения еще нескольких логических действий. С целью оценки эффективности процесса эксперимент был повторен 3 150 раз для каждого из 16 стартовых состояний.

Как показала обработка результатов, ошибки появлялись в среднем всего в шести процентах от общего числа испытаний, причем частота их возникновения в описанной последовательности операций не повышалась даже в том случае, если она выполнялась два раза подряд. Впрочем, эксперты по квантовым вычислениям установили, что для действующего компьютера частота ошибок должна составлять всего 0,01%; в настоящее время авторы пытаются усовершенствовать свою методику и приблизиться к этому показателю.