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.