Настройка фильтра позволила сократить квантовые замеры в десятки тысяч раз
Российские ученые и их коллеги из Сирии и Ирана создали метод квантовых измерений с особой настройкой фильтра частиц. Он сохраняет точность при меньшем числе замеров. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе Института автоматики и электрометрии СО РАН.
В примере, который авторы разобрали в статье, потребовалось примерно в 40 тысяч раз меньше измерений. При этом разработанный подход позволяет извлекать максимум информации.
Ключ к такому результату — согласование фазовых сдвигов. Фильтр для отбора частиц настраивают так, чтобы задаваемый сдвиг фазы точно совпал с тем, который возникает у частицы при взаимодействии с измерительным прибором. Тогда полезные сведения не теряются, хотя замеров требуется значительно меньше.
Соавтор исследования, старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН Владимир Томилин объяснил, что сокращение числа опытов ослабляет влияние аппаратных шумов и несовершенной подготовки квантовых состояний. Большое количество измерений, напротив, усиливает воздействие этих помех на результат. По словам Томилина, новый подход также экономит время; его комментарий привела пресс-служба института.
Дополнительные возможности авторы увидели в многомерных квантовых системах — кудитах. Они обобщают кубиты: вместо двух базовых состояний позволяют использовать больше. Согласно расчетам, с ростом размерности за один успешный опыт удается получить больше информации, что усиливает эффект метода.
Теперь исследователи намерены определить, какие именно типы квантовых систем допускают применение этого подхода. В работе участвовали ученые из Института автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирского государственного университета, Университета Латакии в Сирии и IPM в Иране. Статья вышла в журнале Physical Review Research, относящемся к первому квартилю Q1.
Квантовые магнитометры и навигационные приборы используют измерения, позволяющие улавливать даже небольшие изменения физических параметров. Однако сам замер разрушает состояние частицы, и эксперимент нужно проводить снова и снова. Для уменьшения количества повторов применяют постселекцию, известную как «квантовая компрессия», но при таком отборе часть полезных сведений утрачивается и точность падает.
Источник: ТАСС