O artigo cos resultados do experimento foi publicado na revista PRX Quantum. A tomografía cuántica chámase procedemento que permite aos científicos extraer unha descrición cuántica do Estado dos datos experimentais. Idealmente, a tomografía debería proporcionar a descrición máis completa segundo o especificado pola matriz de densidade. Non obstante, cun aumento do número de cubos do sistema, a cantidade de medidas necesarias está crecendo exponencialmente, o que fai que as medidas sexan imposibles.
Para resolver este problema en 2017, propúxose un enfoque alternativo chamado "Tomografía Shadow". Permite extraer moitos (aínda que non todos) as características do estado dun número limitado de medidas, evitando así a chamada "maldición de dimensión" (máis coa xustificación do método de tomografía de sombra, por exemplo, no Traballo de Scott Aaronson (Scott Aaronson) Tomografía sombra de Estados cuánticos).
O ano pasado, Xin-Yuan Huang (Hsin-Yuan Huang), Richard Kueng (Richard Kueng) e John Preskill (John Preskill) ofreceu un novo método que simplificou significativamente a implementación das medidas necesarias e que a tomografía de Shadow está dispoñible desde un punto experimental de Ver (H. -Y. Huang, R. Kueng e J. Preskill, predicindo moitas propiedades dun sistema cuántico a partir de moi poucas medidas). Foi este método que foi executado experimentalmente polos físicos do CCT MSU.
Para o experimento, seleccionouse un sistema óptica cuántico. Os científicos de CCC desenvolveron un método para a codificación do sistema de cubo na forma espacial do feixe de luz e simulou o protocolo de medición necesario para a previsión das distintas propiedades do estado cuántico que utilizan sombras clásicas ("sombra clásica" chamada a descrición real do Estado cuántico usando un número moi pequeno de medicións deste estado).
A verificación experimental do protocolo en condicións reais de medicións imperfectas e erros instrumentais demostrou que a avaliación obtida da sombra clásica é incrible e proporciona as expectativas matemáticas correctas, mesmo cando a cantidade de medidas utilizadas para avaliar é significativamente menor que a reconstrución completa de o estado. Deste xeito, o protocolo pode realmente ser usado para manexar datos experimentais reais.
"A demostración do método de utilidade experimental da tomografía Shadhey é un paso importante cara ao seu amplo recoñecemento pola comunidade como un xeito importante", di un dos autores do artigo, xefe da computación cuántica do centro de tecnoloxías cuánticas de Universidade Estatal de Moscú Stanislav Huraslav.
- A idea principal é sinxela e elegante, non require ningún procesamento de datos complexo, polo que consideramos esta técnica un complemento importante para o kit de ferramentas utilizado nos experimentos no campo das tecnoloxías cuánticas. Isto faise especialmente importante coa chegada dos sistemas cuánticos multi-circuítos, que, por regra xeral, son constantemente complicados. "
Non obstante, como observan os científicos, a tomografía de sombra é inherentemente o método limitado, xa que evalúa non o propio estado, senón só algunhas das súas propiedades. No caso dun sistema de alta dimensión, este enfoque pode ser un método de selección para un experimentador interesado en estimar un conxunto específico de propiedades do Estado. Pero se se require máis información sobre o estado do sistema, por exemplo, para comprender as fontes de decoterencia no sistema, outros métodos son mellor axeitados se aínda son viables desde o punto de vista da cantidade necesaria de medicións.
Lembre que no centro das tecnoloxías cuánticas da Universidade Estatal de Moscova, o traballo realízase na creación dun simulador cuántico multi-circuíto baseado en dúas plataformas: átomos de frío único en trampas ópticas e fotóns simple en redes ópticas lineares. Cun aumento constante no número de cubos utilizados, o problema das probas dos rexistros cuánticos é particularmente agudo. As ideas da tomografía de sombra poden formar a base para os métodos de probas novos e menos caros e buscar erros e atopar a aplicación aplicada ao desenvolver novas xeracións de procesadores cuánticos.
Fonte: ciencia espida