Nowy pomysł na komputery kwantowe

Efekt motyla usprawni komputery kwantowe?

Naukowcy wykorzystują kwantowy efekt motyla do rozwiązania wieloletniego problemu fizyki. Może przydać się on do porównania wydajności komputerów kwantowych.

Zespół fizyków z Los Alamos National Laboratory dokonał czegoś niezwykłego. Okazuje się, że uruchomienie systemu kwantowego wstecz, a następnie do przodu w czasie pozwala rozróżnić wycieki informacji od pożądanego stopnia ich zakodowania. Obserwacja ta może przydać się w poprawie wydajności komputerów kwantowych. Szczegóły opisano w Physical Review Letters.

Używając prostego, solidnego protokołu, który opracowaliśmy, możemy określić stopień, w jakim komputery kwantowe mogą efektywnie przetwarzać informacje, a ma on zastosowanie również do utraty informacji w innych złożonych systemach kwantowych.Bin Yan z Los Alamos National Laboratory

Kwantowy efekt motyla

Koherencja to stan kwantowy, który umożliwia obliczenia kwantowe, a dekoherencja odnosi się do utraty tego stanu, gdy informacja wycieka do otoczenia. Niestety, szum w postaci dekoherencji wymazuje całą informację kwantową w złożonym systemie, takim jak komputer kwantowy, ponieważ sprzęga się on z otoczeniem. Odpowiednie zakodowanie informacji w chaosie kwantowym chroni informację i umożliwia jej odzyskanie.

Nasza metoda, która czerpie z kwantowego efektu antymotyka, który odkryliśmy dwa lata temu, ewoluuje system do przodu i do tyłu w czasie w pojedynczej pętli, więc możemy ją zastosować do każdego systemu z dynamiką odwracającą czas, w tym komputerów kwantowych i symulatorów kwantowych wykorzystujących zimne atomy.Bin Yan

Fizycy zademonstrowali protokół za pomocą symulacji na komputerach kwantowych w chmurze IBM.

Czytaj też: Bezbłędne komputery kwantowe? Jesteśmy coraz bliżej tego celu

Ewoluowanie procesów kwantowych wstecz na komputerze kwantowym w celu uszkodzenia informacji w symulowanej przeszłości powoduje niewielkie zmiany po powrocie do teraźniejszości. W przeciwieństwie do tego, system klasyczno-fizyczny rozmazuje informacje nieodwracalnie podczas pętli czasowej „tam i z powrotem”.Bin Yan

Jakie mogą być praktyczne implikacje tej technologii? W 2020 r. naukowcy udowodnili, że ewoluowanie procesów kwantowych wstecz na komputerze kwantowym w celu uszkodzenia informacji w symulowanej przeszłości powoduje niewielkie zaburzenia o powrocie do teraźniejszości. Fizycy mają nadzieję opracować protokoły chroniące komputery kwantowe przed niepożądanym wyciekiem danych, a więc i uszkodzeniem.