کوتاه‌ترین زمان اندازه‌گیری کوانتومی بدون از دست دادن دقت
محققان دانشگاه بریستول و همکارانشان در سایر دانشگاه‌های برجسته جهان، یک شکاف بزرگ در فناوری کوانتومی ایجاد کرده‌اند. آنها روشی نوآورانه ابداع کرده‌اند که با استفاده از کیوبیت‌های اضافی، زمان اندازه‌گیری‌های کوانتومی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، بدون اینکه از دقت آن بکاهد.
این دستاورد می‌تواند چگونگی عملکرد دستگاه‌های کوانتومی را دگرگون کند و به عنوان یکی از ابزار‌های استاندارد در آینده فناوری‌های کوانتومی مورد استفاده قرار گیرد.
حل یک مشکل بنیادی در محاسبات کوانتومی
در دنیای کوانتومی، اندازه‌گیری‌ها بسیار ظریف و حساس هستند. سیستم‌های کوانتومی به راحتی تحت تأثیر محیط قرار می‌گیرند و حتی یک اختلال کوچک می‌تواند منجر به خطای بزرگی در خروجی شود.
تا پیش از این، دانشمندان با یک محدودیت اساسی مواجه بودند، یا می‌توانستند سرعت اندازه‌گیری را افزایش دهند و یا دقت آن را بالا ببرند، اما هر دو را با هم نمی‌شد به دست آورد. اما حالا، تیمی از فیزیکدانان کوانتومی به رهبری دانشگاه بریستول موفق شده‌اند این محدودیت را دور بزنند.
اضافه کردن کیوبیت، فضا به زمان ترجیح داده شود
در این روش، محققان کیوبیت‌های اضافی را به فرآیند اندازه‌گیری وارد کردند. به جای اینکه فقط یک کیوبیت را در مدت زمان طولانی‌تری اندازه‌گیری کنند، با استفاده از چند کیوبیت در کنار هم، اطلاعات بیشتری را در زمان کوتاه‌تری جمع‌آوری کردند. این کار شبیه به این است که به جای دیدن یک عکس از یک لیوان آب برای تشخیص حجم آن، دو یا سه لیوان را با هم مقایسه کنید و با همان زمان دیدن یک تصویر، اطمینان بیشتری از پاسخ خود داشته باشید.
کریس کورلت، دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه بریستول و نویسنده اصلی این مقاله، این مفهوم را با یک مثال روزمره توضیح داد: «فرض کنید دو لیوان آب دارید، یکی با ۲۵ میلی‌لیتر و دیگری با ۲۰ میلی‌لیتر آب. شما فقط یک ثانیه وقت دارید تا تشخیص دهید کدام لیوان پرتر است. ممکن است متوجه نشوید. اما اگر حجم آب‌ها را دوبرابر کنید (به ۵۰ و ۴۰ میلی‌لیتر)، همان مدت زمان فقط یک ثانیه به شما اجازه می‌دهد که با اطمینان بیشتری تصمیم بگیرید. ما در این روش، با افزودن کیوبیت‌ها، تفاوت بین حالت‌های کوانتومی را بزرگ‌تر کردیم، مثل دوبرابر کردن حجم آب و بدین ترتیب قادر به اندازه‌گیری سریع‌تر و دقیق‌تر شدیم.»
این روش می‌تواند زمان اندازه‌گیری را به طور قابل توجهی کاهش دهد، بدون اینکه از دقت اندازه‌گیری کاسته شود.
این روش قابلیت اعمال در انواع مختلف سخت‌افزار‌های کوانتومی را دارد. این یافته می‌تواند به یکی از ابزار‌های استاندارد در آینده فناوری‌های کوانتومی تبدیل شود.
با وجود این پیشرفت بزرگ، کار تمام نشده است. محققان قصد دارند این روش را در سایر پلتفرم‌های کوانتومی نیز تست کنند و ببینند چگونه می‌توان آن را در مقیاس‌های بزرگ‌تر و در دستگاه‌های واقعی به کار برد.
انتهای پیام/
