Полная характеризация (томография) квантовых состояний — необходимость для квантовых вычислений будущего. Однако стандартные методы не подходят для больших квантовых битовых цепочек, необходимых в полномасштабных квантовых компьютерах.Группа исследователей из лаборатории квантовой фотоники в университете RMIT и EQuS в университете Сиднея продемонстрировала новую технику квантовой томографии — самонаводящуюся квантовую томографию, которая открывает новые возможности для описания больших квантовых состояний и обеспечивает устойчивость к неизбежным явлениям. системный шум.Доктор Альберто Перуццо, директор лаборатории квантовой фотоники, сказал: «Это большой шаг вперед в квантовой томографии.
Наш метод может быть применен ко всем архитектурам квантовых вычислений в лабораториях по всему миру».«Описание квантовых состояний — серьезное узкое место в квантовой информатике.
Самостоятельная квантовая томография использует алгоритм поиска для итеративного« нахождения »квантового состояния.«Этот метод значительно сокращает необходимые ресурсы, устраняя необходимость в хранении или последующей обработке данных».Роберт Чапман, ведущий автор и аспирант RMIT, сказал, что использованная методика была намного более устойчивой к неизбежным шумам и экспериментальным ошибкам, чем стандартные методы.
«Мы экспериментально характеризуем квантовые состояния, закодированные в одиночных фотонах — одиночных частицах света.«Фотоны — сильный кандидат для квантовых вычислений будущего, однако наш метод может быть применен к другим архитектурам квантовых вычислений, таким как ионные ловушки и сверхпроводящие кубиты.«Любой эксперимент страдает от шума измерения, который ухудшает результаты.
В нашем эксперименте мы разрабатываем уровень шума до экстремальных уровней, чтобы проверить производительность нашего алгоритма. Мы показываем, что квантовая томография с автоматическим управлением значительно более устойчива к шуму, чем стандартная томография. .«Мы надеемся, что исследовательские группы смогут использовать нашу технику в качестве инструмента для описания больших квантовых состояний и принести пользу будущим квантовым технологиям».