Ученые разработали эффективную томографию для квантовых компьютеров
Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) разработали революционную технику томографии, которая позволяет полностью характеризовать сложные многомодовые квантовые операции в оптических квантовых компьютерах.
Экспериментальная схема. (Слева) Различные когерентные состояния используются как входные зонды для определения матрицы усиления. (Справа) Вакуумное входное состояние дополнительно используется для определения матрицы шума. Автор: Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01787-x
Новая технология, описанная в журнале Nature Photonics, представляет собой «КТ-сканирование» для квантовых компьютеров, позволяющее заглянуть внутрь квантовых операций и увидеть, что в них происходит на самом деле.
Команда под руководством профессора Йонг-Сика Ра разработала математический фреймворк, основанный на двух ключевых компонентах: «матрице усиления», описывающей преобразование средних полей света, и «матрице шума», фиксирующей шумы и потери от взаимодействия с окружающей средой.
Рисунок 2. Результаты характеризации. (a) 16-модовый квантовый процесс второго порядка. (b) Генерация кластерного состояния. (c) Зависящие от моды потери с нелинейным взаимодействием. (d) Квантовый шумовой канал. Автор: Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01787-x
Главным достижением стало резкое сокращение объема необходимых данных измерений. В то время как существующие методы ограничивались анализом систем с примерно пятью оптическими модами, новая технология позволила впервые экспериментально охарактеризовать крупномасштабную квантовую операцию с 16 модами.
Профессор Ра заявил: «Эта разработка значительно повысит масштабируемость и надежность различных квантовых технологий, включая квантовые вычисления, связь и сенсорику».
Квантовые компьютеры считаются следующей революцией в вычислительной технике, но до сих пор их развитие сдерживалось сложностью диагностики и контроля квантовых состояний. Новый метод томографии может стать ключом к созданию практичных и масштабируемых квантовых систем.
0 комментариев