Artikulli me rezultatet e eksperimentit u botua në revistën PRX kuantike. Tomografia kuantike quhet një procedurë që lejon shkencëtarët të nxjerrin një përshkrim shtetëror kuantik nga të dhënat eksperimentale. Në mënyrë ideale, tomografia duhet të japë përshkrimin më të plotë siç përcaktohet nga matricën e densitetit. Megjithatë, me një rritje të numrit të kubëve në sistem, numri i matjeve të kërkuara po rritet në mënyrë eksponenciale, gjë që e bën matjet e pamundur.
Për të zgjidhur këtë problem në vitin 2017, një qasje alternative u propozua e quajtur "Tomografi hije". Kjo ju lejon të nxjerrni shumë (edhe pse jo të gjitha) tiparet e shtetit të një numri të kufizuar të matjeve, duke shmangur kështu të ashtuquajturën "mallkim të dimensionit" (më shumë me arsyetimin e metodës së tomografisë hije, për shembull, në Puna e Scott Aaronson (Scott Aaronson) hije Tomografia e shteteve kuantike).
Vitin e kaluar, Xin-Yuan Huang (Hsin-Yuan Huang), Richard Kueng (Richard Kueng) dhe John Preskill (John Preskill) ofruan një metodë të re që thjesht e thjeshtoi zbatimin e matjeve të nevojshme dhe bëri tomografinë e hijes në dispozicion nga një pikë eksperimentale e Shikoni (Huang, R. Kueng, dhe J. Preskill, duke parashikuar shumë vetitë e një sistemi kuantik nga shumë pak matje). Ishte kjo metodë që ishte zbatuar eksperimentalisht nga fizikantët nga CCT MSU.
Për eksperimentin, u zgjodh një sistem kuantik-optik. Shkencëtarët e KKK-së kanë zhvilluar një metodë për kodimin e sistemit të kubit në formën hapësinore të rreze të lehta dhe simulojnë protokollin e matjes të nevojshme për parashikimin e pronave të ndryshme të shtetit kuantik duke përdorur hijet klasike ("hije klasike" të quajtur përshkrimin aktual të shteti kuantik duke përdorur një numër shumë të vogël të matjeve të këtij shteti).
Verifikimi eksperimental i protokollit në kushtet reale të matjeve të papërsosura dhe gabimeve instrumentale tregoi se vlerësimi i marrë nga hija klasike është e pabesueshme dhe siguron pritjet e duhura matematikore edhe kur numri i matjeve të përdorura për të vlerësuar është dukshëm më pak se kërkohet për rindërtimin e plotë të Shteti. Kështu, protokolli mund të përdoret për të trajtuar të dhënat e vërteta eksperimentale.
"Demonstrimi i metodës së shërbimeve eksperimentale të Tomografisë së Shadhey është një hap i rëndësishëm drejt njohjes së saj të gjerë nga komuniteti si një mënyrë e rëndësishme", thotë një nga autorët e artikullit, kreu i llogaritjes kuantike të qendrës së teknologjive kuantike të Universiteti Shtetëror i Moskës Stanislav Huraslav.
- Ideja kryesore është e thjeshtë dhe elegante, nuk kërkon ndonjë përpunim kompleks të të dhënave, prandaj e konsiderojmë këtë teknikë një shtesë të rëndësishme për veglën e përdorur në eksperimentet në fushën e teknologjive kuantike. Kjo bëhet veçanërisht e rëndësishme me ardhjen e sistemeve kuantike multi-qark, të cilat, si rregull, janë vazhdimisht të ndërlikuara ".
Megjithatë, si shkencëtarët shënojnë, tomografia hije është në thelb metodë e kufizuar, pasi nuk vlerëson vetë shtetin, por vetëm disa nga pronat e saj. Në rastin e një sistemi të dimensionit të lartë, kjo qasje mund të jetë një metodë përzgjedhëse për një eksperimentues të interesuar në vlerësimin e një grupi të veçantë të pronave shtetërore. Por nëse kërkohet më shumë informacion rreth gjendjes së sistemit, për shembull, për të kuptuar burimet e dekoherencës në sistem, metoda të tjera janë më të përshtatshme nëse ato janë ende të realizueshme nga pikëpamja e sasisë së kërkuar të matjeve.
Kujtojnë se në qendër të teknologjive kuantike të Universitetit Shtetëror të Moskës, puna kryhet në krijimin e një simulator kuantik multi-qark të bazuar në dy platforma - atome të vetme të ftohta në kurthe optike dhe fotone të vetme në rrjetet lineare optike. Me një rritje të vazhdueshme të numrit të kube të përdorura, problemi i testimit të regjistrave kuantik është veçanërisht akut. Idetë e tomografisë së hijes mund të formojnë bazën për metoda të reja, më pak të kushtueshme të testimit dhe kërkimit të gabimeve dhe të gjejnë aplikim të aplikuar gjatë zhvillimit të gjeneratave të reja të procesorëve kuantikë.
Burimi: Shkenca e zhveshur