Чланак са резултатима експеримента објављен је у часопису ПрКс квантум. Квантна томографија се назива поступак који омогућава научницима да извуку квантни опис државе из експерименталних података. У идеалном случају томографија треба да пружи најпотпунији опис како је одредио матрицу густине. Међутим, уз пораст броја коцкица у систему, број потребних мерења расте експоненцијално, што мерења немогућа.
Да би се овај проблем решили у 2017. години, предложен је алтернативни приступ под називом "Томографија сенке". Омогућава вам да извучете многе (иако не све) карактеристике стања ограниченог броја мерења, избегавајући такозвану "проклетство димензије" (више са оправдањем методе томографије сенке, на пример Рад Сцотта Ааронсон (Сцотт Ааронсон) сенка томографија квантних држава).
Прошле године, Ксин-Иуан Хуанг (Хсин-Иуан Хуанг), Рицхард Куенг (Рицхард Куенг) и Јохн Прескилл (Јохн Прескилл) понудили су нову методу која је значајно поједноставила имплементацију потребних мерења и томографију сенке доступан на експерименталној тачки Поглед (Х. -И. Хуанг, Р. Куенг и Ј. Прескилл, предвиђајући многа својства квантног система од врло мало мерења). То је била ова метода коју су физичари експериментално спроводили из ЦЦТ МСУ-а.
За експеримент је изабран квантни оптички систем. ЦЦЦ научници су развили метод за кодирање куб систем у просторном формом светлосног зрака и симулирани протокол мерну неопходне за предвиђање различитих својстава државе квантне помоћу класичне сенке ( "класични схадов" назива стварна опис од Куантум држава користи врло мали број мерења ове државе).
Експериментална верификација протокола у стварним условима несавршених мерења и инструменталних грешака показала је да је процена добијена од класичне сенке невероватна и пружа праву математичку очекивања чак и када је број мерења коришћених за процену значаја мање него што је потребно за потпуну реконструкцију држава. Стога се протокол заправо може користити за руковање стварним експерименталним подацима.
"Демонстрација експерименталне методе комуналног предузећа је важан корак ка њеном широком признавању заједнице као важан начин", каже један од аутора чланка, шеф квантног рачунања центра квантних технологија Московски државни универзитет Станислав Хураслав.
- Главна идеја је једноставна и елегантна, не захтева никакву сложену обраду података, тако да ову технику сматрамо важним додатком алата који се користи у експериментима у области квантних технологија. Ово постаје посебно важно са појавом квантних система вишеструког круга, који су по правилу стално компликовани. "
Међутим, као што научници бележе, томографија сенке је инхерентно метода ограничена, јер не оцењује само стање, већ само нека своја својства. У случају система високог димензија, овај приступ је можда метода селекције за експерименте који је заинтересован да процени одређени скуп државних својстава. Али ако је потребно више информација о стању система, на пример, да разумеју изворе декохеренције у систему, и друге методе су боље погодне ако су и даље изводљиве са становишта потребне количине мерења.
Подсети се да се у центру квантних технологија московског државног универзитета врши на стварању мулти-круга квантног симулатора на бази двије платформе - појединачне хладне атоме у оптичким замкама и једноструки фотони у линеарним оптичким мрежама. Са сталним повећањем броја коришћених коцкица, проблем тестирања квантних регистра је посебно акутан. Идеје томографије сенке могу да формирају основу за нове, мање скупе методе испитивања и траже грешке и проналазе примењену апликацију приликом развоја нових генерација квантних процесора.
Извор: Гола наука