Det ville være vanskeligt at forstå den indre funktion af en kompleks maskine uden nogensinde at åbne den, men dette er den udfordring, som forskere står overfor, når de udforsker kvantesystemer. Traditionelle metoder til at undersøge disse systemer kræver ofte enorme ressourcer, hvilket gør dem upraktiske til store applikationer.
Forskere ved UC San Diego har i samarbejde med kolleger fra IBM Quantum, Harvard og UC Berkeley udviklet en ny tilgang til dette problem kaldet “Robust Shallow Shadows.” Denne teknik giver forskere mulighed for at udtrække vigtige oplysninger fra kvantesystemer mere effektivt og præcist, selv i nærvær af den virkelige verden støj og ufuldkommenheder. Forskningen offentliggøres i tidsskriftet Naturkommunikation.
Forestil dig at kaste skygger af et objekt fra forskellige vinkler og derefter bruge disse skygger til at rekonstruere objektet. Ved at bruge algoritmer kan forskere forbedre prøveeffektiviteten og inkorporere støjmitigationsteknikker til at producere klarere, mere detaljerede “skygger” for at karakterisere kvantetilstande.
“Ved at forbedre måleteknikker bidrager vores tilgang til den bredere indsats for at gøre kvanteberegning mere pålidelig og tilgængelig,” siger tilsvarende forfatters lektor i fysik Yi-Zhuang dig.
Eksperimentel validering på en superledende kvanteprocessor viser, at denne tilgang på trods af realistisk støj overgår traditionelle enkelt-qubit-målingsteknikker til nøjagtigt at forudsige forskellige kvantetilstandsegenskaber, såsom troværdighed og sammenfiltringsentropi.