Ученые придумали способ найти потерянные атомы в квантовых системах
Захватывающий прорыв в области квантовых вычислений совершили специалисты Университета Нью-Мексико, разработав инновационный метод обнаружения «исчезающих» атомов. Это открытие имеет огромное значение для развития квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов, где каждый атом выполняет роль кубита — основной единицы квантовых вычислений.
Работа с квантовыми системами требует поддержания экстремально низких температур — практически на уровне абсолютного нуля (-273℃). В таких условиях атомы находятся в сверхчувствительном состоянии, и малейшее температурное колебание может привести к их «побегу» из системы. Особую актуальность эта проблема приобретает в контексте развития мощных квантовых компьютеров будущего, где планируется использование миллионов кубитов. В таких масштабах вероятность потери атомов возрастает в геометрической прогрессии.
Доктор Юань-Юй Джау, ведущий специалист проекта, подчеркивает критическую важность решения проблемы потери атомов для дальнейшего прогресса в области квантовых вычислений.
Исследователи разработали удивительно элегантное решение — метод «квантовых весов». Вместо прямого наблюдения за атомом, что могло бы нарушить его квантовое состояние, они используют соседний атом как индикатор присутствия. Эта инновационная техника демонстрирует впечатляющую точность в 93,4% при сохранении квантовой когерентности системы.
Примечательно, что это важное открытие произошло благодаря внимательности аспиранта Мэттью Чоу. Во время работы над программным кодом для анализа межатомных взаимодействий он обнаружил уникальный сигнал, возникающий при определенных условиях измерения двух атомов. Это наблюдение стало ключом к созданию надежного метода детектирования потерянных атомов.
По словам Чоу, осознание важности этого открытия пришло к нему внезапно, когда он заметил необычные закономерности в получаемых данных.
Тщательное тестирование нового метода на различных квантовых состояниях подтвердило его эффективность и безопасность для квантовой информации. Научное сообщество возлагает большие надежды на использование этой технологии как фундамента для создания самокорректирующихся квантовых систем, способных автоматически компенсировать потерю атомов.
Это достижение открывает новые горизонты в развитии квантовых технологий и приближает нас к созданию надежных квантовых компьютеров будущего.
Источник: www.gazeta.ru
