Нова проривна робота остаточно розкриває квантові «відбитки пальців»
Фізика зчеплення
Традиційно вимір квантових станів є виснажливим справою. Використовувана техніка, звана квантової томографією, вимагає різних вимірів квантових станів різними способами, щоб підрахувати всі можливі результати і отримати повний набір ймовірностей. Хоча це важливо для тестування квантових систем, це не дуже практично. Саме тому дослідники з Центру квантових технологій в Національному університеті Сінгапуру і Каліфорнійського технологічного інституту розробили набагато простіший метод.
В дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, дослідники запропонували вимірювальну систему, яка може точно визначити відбиток будь-якого двочасткові заплутаного квантового стану. Згідно з цим дослідженням, цей незалежний від пристрою спосіб сертифікації квантових станів, серед іншого, «може пов'язувати певні величини, такі як кількість випадковості, довжина секретного ключа в квантової криптографії».
Але спочатку трохи фону: квантова заплутаність - це явище, коли дві частинки утримуються в безлічі невирішених результатів або можливостей. Зміна в одному впливає на зміну в іншому, незалежно від відстані. Таким чином, заплутаність лежить в основі квантових технологій, таких як квантові обчислення і квантова криптографія, а також можливість квантової телепортації.
Наприклад, квантові обчислення засновані на заплутаних частинках, відомих як квантові біти (кубіти). Ці кубіти містять квантові стану, які можуть бути або 0, або 1 в термінах перенесення інформації. Грунтуючись на існуючих висновках, що стосуються кубітів, команда розширила свою роботу до більших кубітів, відомих як qudits, здатних зберігати більше інформації, а не тільки 0 і 1, а 0, 1, 2, 3, 4 і так далі.
Забезпечення квантових технологій
Загальна проблема полягає у визначенні того, чи працюють квантові системи і чи можуть вони очікувати від очікуваних з них властивостей. «Мені подобається бачити, що наша робота полягає в тому, щоб принести міць тестування квантових пристроїв споживачам, які їх використовують», - пояснив науковий співробітник NUS Го Кун Тонг. «В даний час тільки ті, хто будує пристрою або розуміють технічний аспект, можуть виконати тест».
Команда сподівається, що інженери і споживачі квантових технологій зможуть виконувати такі тести в майбутньому. Вони заохочують інших дослідників розробляти способи включення своїх незалежних від пристроїв перевірок, які дозволять використовувати самотестіруемие квантові технології. За словами дослідника Валеріо скараний з NUS, вже є інтерес. «З усієї моєї роботи за останні п'ять років це привернуло найбільшу увагу», - сказав він.
Це дозволить інженерам виявити помилки в квантових технологіях і пристроях, які не виконують те, що вони обіцяють. Це особливо важливо, оскільки квантові обчислення - це майбутнє обробки інформації, яке могло б поліпшити те, як ми обробляємо проблеми і проводимо дослідження в різних областях. Аналогічним чином, квантова криптографія також просувається як майбутнє кібербезпеки.
Список літератури: Phys, Nature Communications
