PRELOM: Vedci zrýchlili kvantové merania o rekordných 90 % bez straty presnosti
Nová štúdia publikovaná v prestížnej revue Physical Review Letters predstavuje inovatívnu stratégiu pre zrýchlenie kvantových meraní. Tento princíp tzv. výmeny priestoru za čas by mohol byť veľmi prospešný pre kvantové počítanie, kde presnosť a rýchlosť meraní predstavujú kritické faktory, upozorňuje Phys.org.
Kvantové merania na novej úrovni
Kvantové počítanie čelí mnohým výzvam, od chybovosti operácií a nestability qubitov až po ich škálovateľnosť. Menej diskutovaným, ale rovnako podstatným problémom je vernosť a rýchlosť kvantových meraní. Práve na riešenie tejto výzvy sa zamerali vedci pod vedením Christophera Corletta, profesora Noaha Lindena a Dr. Paula Skrzypczyka z University of Bristol, v spolupráci s odborníkmi z University of Oxford, University of Strathclyde a Sorbonne Université.
Kvantové merania si často vyžadujú kompromis medzi presnosťou a rýchlosťou. Dlhšie merania sú presnejšie, ale spomaľujú výpočty a zavádzajú šum a dekoherenciu. Vedci preto navrhli využitie pomocných qubitov na urýchlenie procesu pri zachovaní kvality merania.
Predstavme si analógiu s dvoma pohármi vody. Ak má jeden 100 ml a druhý 90 ml, rýchly pohľad na ne nemusí odhaliť rozdiel. Ak sa však na poháre pozrieme dlhšie, budeme si istejší. Pomocné qubity tu zohrávajú rolu zväčšenia objemu pohárov, čo uľahčuje rozlíšenie rozdielu.
Flexibilná a užitočná metóda
V praxi sa cieľový qubit previaže s N-1 pomocnými qubitmi a informácia sa prenesie na všetky pomocné qubity pomocou CNOT hradiel. Namiesto toho, aby sa jeden qubit meral čas t, všetky qubity sa merajú súčasne, ale iba po dobu t/N. Následné kombinovanie meraní vedie k rovnakej presnosti, ako keby bol jeden qubit meraný dlhší čas.
Namiesto jedného qubitu meraného po dobu t, vedci použili napríklad 10 qubitov meraných súčasne po dobu t/10. Vďaka tomu sa celý proces merania zrýchlil desaťnásobne bez straty presnosti – výsledok je teda rovnaký, ale dosiahnutý za desatinu času. Takéto lineárne zrýchlenie znamená až 90 % úsporu času (1 – 1/10 = 0,9), čo v populárnej interpretácii zodpovedá tvrdeniu, že meranie bolo zrýchlené o 90 %.
Simulácie ukázali, že v ideálnych podmienkach bez šumu schéma poskytuje lineárne zrýchlenie merania. Pri zohľadnení šumu sa zrýchlenie udržalo a v niektorých prípadoch dokonca prekonalo lineárnu predikciu. Nová metóda má široké možnosti využitia, najmä v kvantovom počítaní, kde presnosť merania zohráva kľúčovú úlohu pri kvantovej korekcii chýb. Metóda je aplikovateľná na rôzne typy kvantových systémov, vrátane chladených atómov, uviaznutých iónov a supravodivých qubitov.
Tím vedcov teraz pracuje na experimentálnej realizácii tejto techniky s cieľom jej nasadenia do reálnych kvantových počítačov. „Uistenie sa, že naša metóda je odolná voči šumu, je kľúčové pre jej praktickú implementáciu,“ zdôraznil profesor Linden.
Prvá kvantová náhoda
Ako sme upozornili v nedávnom článku, vedcom sa v oblasti kvantových technológií podarilo dosiahnuť ďalší nesmierne dôležitý míľnik. Vôbec po prvý krát totiž vygenerovali skutočne náhodné číslo. Kvantová náhodnosť sa tak stáva realitou a s ňou aj možnosť dosiahnuť vyššiu úroveň bezpečnosti v kybernetickom priestore.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Zachrániť nás môže CO2. Našli spôsob, ako touto látkou zničiť jednu z najhorších chorôb ľudstva
ZAUJÍMAVÉ Toto je Buran, sovietska „kópia“ Raketoplánu. Bol lepší a s najsilnejším motorom sveta
Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
Slováci jedia mikroplasty, ani o tom nevedia. Vedci odhalili prekvapivú potravinu, v ktorej ich je extrémne veľa
Americká firma odhalila trik, ako vylepšiť palivové články a batérie. Nenápadná inovácia zvýši výkon
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
O 41 % vyššie riziko rakoviny pľúc: Vedci spájajú príčinu s jedlami, ktoré majú Slováci v chladničke
Matovič varuje: Po Ficovi bude treba nájsť 1,7 miliardy. Reálne sa obávam, čo zo Slovenska zostane
Zvyšuje riziko demencie až o 17 %: 3 najväčšie hrozby pre tvoj mozog, ktoré vdychuješ aj na Slovensku
„Neurologický radar“ na chorobu: Tvoj mozog ju dokáže rozpoznať skôr, než ju zaznamenáš zrakom či sluchom
KVÍZ: 90 % Slovákov nachytá 8. otázka. Otestuj sa a zisti, či by ťa učiteľka matematiky „potľapkala po pleci“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
- Číňania vykopali 2000-ročné meče a ostali v šoku. Majú v rukách ultimátne vojenské vylepšenie
- Slováci jedia mikroplasty, ani o tom nevedia. Vedci odhalili prekvapivú potravinu, v ktorej ich je extrémne veľa
- Nenápadný jed sa šíri po celej planéte. Zvláštna chemikália je v 94 percentách vody a bude to čoraz horšie
- Príde Votrelec aj dve bomby od Netflixu. TOP 13 noviniek, ktoré sa oplatí vidieť v auguste (PREHĽAD)
-
- Nenápadný jed sa šíri po celej planéte. Zvláštna chemikália je v 94 percentách vody a bude to čoraz horšie
- Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
- Slováci jedia mikroplasty, ani o tom nevedia. Vedci odhalili prekvapivú potravinu, v ktorej ich je extrémne veľa
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako z vojenského sci-fi filmu
- Číňania vykopali 2000-ročné meče a ostali v šoku. Majú v rukách ultimátne vojenské vylepšenie
-
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Vojenskí experti prišli s víťazným plánom: Nad Ukrajinou bude lietať stovka európskych stíhačiek
- Nenápadný jed sa šíri po celej planéte. Zvláštna chemikália je v 94 percentách vody a bude to čoraz horšie
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Uniklo 90 miliárd litrov vody a nikto si to nevšimol. Vedci hovoria o nevídanej sile Zeme
EÚ zaskočila svet. Nečakaná krajina môže cez Rusko vyvážať uhlie napriek sankciám
Taraba ohlásil energetickú megainvestíciu. Slovenské mestá získajú milióny eur
Slováci kupujú jazdené autá, ako nikdy predtým. Priemerný vek a nájazd prudko rastie, dominuje jedna značka
Zubár odhalil šokujúce riziká populárneho spánkového triku. Riskuješ veľké nepríjemnosti
Slováci si neuvedomujú, že to môže vybuchnúť. Odborník varuje pred „elektronickým“ zlozvykom domácností
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP