Przełomowe badania z wykorzystaniem kwantowej perspektywy
Badanie opublikowane w tym tygodniu stanowi efekt pracy międzynarodowego zespołu naukowców. Francesco Buscemi z Uniwersytetu w Nagoi, Valerio Scarani z Centre for Quantum Technologies oraz Ge Bai z Hong Kong University of Science and Technology dokonali czegoś, co do niedawna wydawało się niemożliwe. Klucz do sukcesu leżał w zastosowaniu zasady minimalnej zmiany w kontekście kwantowym. W klasycznym ujęciu reguła Bayesa pozwala na delikatne dostosowanie przekonań bez rewolucyjnych przewartościowań. W świecie kwantowym naukowcy zastosowali pojęcie wierności do precyzyjnego określenia, jak aktualizować wiedzę przy zachowaniu minimalnych zmian.
Czytaj też: Naukowcy złamali 40-letni dogmat w kryptografii kwantowej. Wady stały się zaletami
Reguła Bayesa pomagała nam w dokonywaniu mądrzejszych domysłów przez 250 lat. Teraz nauczyliśmy ją kilku sztuczek kwantowych — wyjaśnia Buscemi
Najciekawszy aspekt tego odkrycia dotyczy mapy Petza, wprowadzonej w latach 80. XX wieku przez węgierskiego matematyka. Do tej pory traktowano ją jedynie jako potencjalnego kandydata na kwantowy odpowiednik reguły Bayesa, bez solidnych podstaw teoretycznych. Teraz okazało się, że mapa Petza naturalnie wynika z zasady najbardziej wiernej aktualizacji wiedzy kwantowej. To tak, jakbyśmy przez dekady używali narzędzia, nie do końca rozumiejąc, dlaczego właściwie działa.
Czytaj też: Przełom w pomiarach kwantowych zmienia reguły fizyki. Naukowcy łączą ogień z wodą
Praktyczne implikacje dla technologii kwantowych
Choć brzmi to niezwykle abstrakcyjnie, odkrycie może mieć konkretne zastosowania. W komputerach kwantowych, gdzie kubity są wyjątkowo podatne na zakłócenia, nowa reguła może pomóc w projektowaniu lepszych metod korekcji błędów. W kwantowym uczeniu maszynowym algorytmy zyskają możliwość precyzyjnego aktualizowania modeli na podstawie danych kwantowych, unikając radykalnych zmian na rzecz subtelnych korekt. Naukowcy planują dalsze badania nad innymi miarami zmiany, co może zaowocować nowymi regułami aktualizacji dla różnych operacji kwantowych. To dopiero początek drogi, ale już teraz widać, że nawet najstarsze narzędzia matematyczne mogą zaskakiwać nowymi możliwościami.