Forscher des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation,
Die Einführung dieses Protokolls basiertzum vorherigen Artikel, der im Jahr 2020 veröffentlicht wurde. Das gleiche Wissenschaftlerteam stellte eine Reihe von Zeitübersetzungsprotokollen vor, die unter unkontrollierten Bedingungen verwendet werden können. Während einige vielversprechend waren, war bei den meisten getesteten Szenarien ein Erfolg unwahrscheinlich. In einer neuen Studie wollten Physiker ein alternatives Protokoll mit höherer Erfolgswahrscheinlichkeit entwickeln.
„Unser neu entwickeltes Protokoll kehrt sich umeinheitliche Entwicklung des Qubits“, sagte David Trillo, einer der Autoren der neuen Arbeit, der die Forschung zusammen mit Benjamin Dive und Miguel Navasquez in einem Interview mit Phys.org durchführte. — Ein Qubit ist ein zweistufiges Quantensystem, das als Quantenäquivalent der in Quantencomputern verwendeten Bits dient. Jedes Quantensystem weist im Laufe der Zeit eine natürliche Entwicklung auf, die kontrolliert oder zumindest bei der Gestaltung der umgebenden physikalischen Prozesse berücksichtigt werden muss. Zum Beispiel beim Erstellen eines Quantencomputers. Unser Protokoll nimmt ein Qubit und gibt dasselbe System aus, jedoch in dem Zustand, in dem es sich befunden hätte, wenn es sich in der Vergangenheit entwickelt hätte.“
Das von Trillo und seinen Kollegen erstellte Protokollist universell. Dies bedeutet, dass es für jedes Qubit gilt, unabhängig von seiner natürlichen Entwicklung im Laufe der Zeit oder in welchem Zustand es sich bei Verwendung des Protokolls befindet. Universelle Protokolle sind von Natur aus probabilistisch, das heißt, sie können nicht immer erfolgreich sein, sondern versprechen vielmehr eine gewisse Erfolgswahrscheinlichkeit.
Erste Einschätzungen haben gezeigt, dass universellDer Quantenrückspulmechanismus hat eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit. Im Wesentlichen funktioniert das Protokoll, indem es ein Ziel-Qubit auf eine Überlagerung von Flugpfaden setzt und dann eine Reihe von Quantenoperationen daran durchführt.
„Unser Protokoll funktioniert für nicht verwaltete Systemeoder, mit anderen Worten, Qubits“, erklärte Trillo. - Seine neue Funktion besteht darin, dass wir jedes Mal, wenn es ausfällt, es reparieren und das System in den gewünschten Zustand bringen können. Indem wir diese Korrekturen adaptiv vornehmen, erhöhen wir die Erfolgswahrscheinlichkeit so hoch, wie wir wollen. Dies geschieht aufgrund einer Verlängerung der Ausführungszeit des Protokolls.“
„Ich frage mich, welche anderen Phänomene wir von einer kontrollierten Umgebung auf eine unkontrollierte übertragen können“, schließen die Wissenschaftler.
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Titelbild: IBM Five Qubit Processor
Autor: IBM Research