Физики поняли, как подтвердить любое квантовое состояние с помощью звезды
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Основанные на квантовых эффектах устройства могут обрабатывать и хранить информацию лучше классических. Пока им доступно очень ограниченное количество задач, но ученые возлагают на квантовые вычисления большие надежды. Научные и коммерческие группы по всему миру постоянно работают над тем, чтобы сделать эти технологии вычислений доступными всем.
Одна из трудностей в работе с такими высокотехнологичными приборами — за ними сложно следить. Квантовые состояния не только требуют особой среды, низких температур и экзотических материалов, но и во многом существуют как «черный ящик». Далеко не всегда можно точно сказать, что происходит внутри кубита или квантово-запутанных частиц.
Один из подходов к подтверждению того, что ученые работают именно с нужным квантовым состоянием или измерением, называют самотестированием. Эта методика позволяет исследователям подтвердить свойства квантовой системы, анализируя только данные, которые прибор отдает на выход, не вникая в то, как она работает внутри.
Международная команда исследователей представила новую универсальную схему. Она может использоваться для самотестирования любого квантового состояния или измерения. Согласно их протоколу, устройство нужно поместить в простую звездообразную сеть. Центральный узел, через который проходят все коммуникации, связан с несколькими внешними узлами–лучами. После того, как ученые получают сигналы со всех выходов звезды, они могут проанализировать корреляции между ними и определить, согласуются ли они с теоретическими предсказаниями и, соответственно, сохранны ли квантовые состояния в системе. Протокол опубликован в статье в журнале Nature Physics.
Еще одна задача в области квантовой инженерии — определить, правильно ли прибор решает поставленную задачу. Прибору задают определенные вопросы, по ответам на которые ученые могут понять, что для вычислений использовались именно квантовые эффекты, что система не разрушена и работает так, как было задумано. При этом в идеальном случае оценка должна быть независимой — нужно второе устройство, квантовая система не должна оценивать сама себя.
Схема в форме звезды позволила этого добиться. Центральный узел может выполнять операции над сигналами, полученными от всех связей, в то время как внешние системы воздействуют только на свои собственные линии связи. Для верификации ученые используют семейство неравенств Белла, с помощью которых они сначала проверяют внешние узлы и их линии связи с центральным. Затем исследователи оценили результаты взаимодействий через центральный узел и на основе этого смогли сделать выводы о квантовых состояниях в схеме.
«В нашей работе мы доказали, что для каждого квантового состояния и измерения существует уникальный набор корреляций, позволяющий идентифицировать их независимым от устройств образом, то есть без какого-либо доверия к используемым устройствам. С прикладной точки зрения, мы предложили способ верификации любого устройства, подготавливающего квантовые состояния, а также любого измерительного устройства. Одновременно мы решаем открытую проблему: можно ли верифицировать смешанное состояние независимым от устройств способом — в стандартном сценарии Белла это невозможно», — рассказал профессор Ремигиуш Аугусяк (Remigiusz Augusiak).
Главное преимущество опубликованного протокола — универсальность. Звездообразная сеть уже экспериментально реализована с ограниченным числом внешних систем, и теперь ученые могут развивать концепцию для все более крупных сетей, включающих большее число квантово-запутанных систем.
Telegram 
Дзен 
VK Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Любовь к сладкому может быть связана не только с пищевыми привычками, но и с тем, как человек принимает решения. Исследователи НИУ ВШЭ объяснили, почему любители сладкого ведут себя импульсивно: дело не в стремлении получить все немедленно, а в нежелании мириться с неопределенностью. Результаты могут помочь улучшить терапию зависимостей.
МС-21-310 — импортозамещенная версия российского пассажирского самолета МС-21. Вскоре он появится на отечественных аэродромах, пообещали в «Ростехе». Также госкорпорация опубликовала видео, на котором можно увидеть процесс строительства этого авиалайнера.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии