Krystal Kasal tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

TEM ilə DU dövrələrinin simulyasiyası. Kredit: Təbiət Fizikası (2026). DOI: 10.1038/s41567-025-03144-9

Kvant xaosu xaotik klassik dinamik sistemləri kvant nəzəriyyəsi baxımından təsvir edir, lakin bu sistemlərin simulyasiyaları hesablama resursları ilə məhdudlaşır. Lakin, bir komanda 91 kubitlik ifrat keçirici kvant prosessorunda səhvlərin azaldılması və ixtisaslaşmış sxemlərdən istifadə etməklə bir yol tapmış kimi görünür. Onların nəticələri Nature Physics jurnalında dərc olunub .

Səhv düzəldilməsi əvəzinə səhvin azaldılması

Faydalı kvant simulyasiyaları səhvləri aradan qaldırmaq bacarığını tələb etsə də, tam kvant səhv korreksiyası kubitlərdə və idarəetmədə böyük xərclər tələb edir. Əvvəlki işlər məhdud kvant çoxcisimli sistemləri əsasən kiçik miqyaslarda və ya inteqrallana bilən – və ya daha az xaotik – modellərlə simulyasiya etməklə bu problemi həll etmişdir.

Yeni tədqiqatda iştirak edən tədqiqat qrupu fərqli bir metod seçdi. Bunun əvəzinə, onlar səs-küyü qəbul edən və sonradan səhvləri düzəldən və prosesdə hesablama resurslarına qənaət edən səhvlərin azaldılmasından istifadə etdilər.

Tədqiqat müəllifləri izah edirlər ki, “Nəticələrimiz, bu yaxınlarda təqdim edilmiş tensor-şəbəkə xətalarının azaldılması (TEM) metodu ilə birlikdə böyük bir kvant prosessorundakı səs-küyü dəqiq xarakterizə etmək qabiliyyətimizlə təmin edilir. TEM, tərs səs-küylü kanalın tensor-şəbəkə tətbiqi vasitəsilə postemaldakı səhvləri tamamilə azaldır, klassik işləmə müddətini və tensor-şəbəkə yaxınlaşmalarından əldə edilən qərəzləri ənənəvi xətaların azaldılması üsulları ilə müqayisədə kvant cihazında potensial olaraq azaldılmış nümunə götürmə xərcləri üçün dəyişdirir”, – deyə tədqiqat müəllifləri izah edirlər.

İkiqat unitar dövrələr

Komanda, ikili vahid (DU) dövrələrindən istifadə edərək, 91 kubitlik superkeçirici kvant prosessorunda çoxcisimli kvant xaosunu uğurla simulyasiya etdi. DU dövrələri həm zaman, həm də məkan ölçülərində vahidlik nümayiş etdirən qapıları ehtiva edir ki, bu da normalda qiymətləndirmək çox çətin olan müəyyən sistem xüsusiyyətlərinin dəqiq hesablanmasına imkan verir. Bununla belə, DU dövrələri məlumatları olduqca sürətli qarışdırır və eyni zamanda bir neçə spesifik ölçmənin dəqiq proqnozlaşdırılmasına imkan verir.

DU dövrələri, müəyyən ilkin kvant vəziyyətlərini hazırlayan, dövri olaraq idarə olunan kvant çoxcisimli sistem olan təpiklənmiş Ising modelini simulyasiya etmək üçün istifadə edilmişdir. Xəta ilə azaldılmış nəticələr bir neçə fərqli sistem ölçüsündə DU dövrələrində avtokorrelyasiya çürüməsi üçün dəqiq analitik proqnozlarla yaxından uyğun gəldi.

Qiymətləndirmə nəticələri

Komanda həmçinin simulyasiya nəticələrini həm Heisenberg, həm də Schrödinger şəkillərində həm analitik həllər, həm də tensor şəbəkəsi klassik simulyasiyaları ilə müqayisə etdi. Analitik olaraq həll edilə bilən DU dövrələri üçün, onlar dəqiq həll edilə bilən nöqtələrdən uzaqlaşdıqda, hətta kobud qüvvə klassik simulyasiyasının mümkün olmadığı miqyaslarda belə, kvant nəticələrinin qabaqcıl klassik tensor şəbəkəsi simulyasiyaları ilə uyğun gəldiyini aşkar etdilər. Lakin, onlar vurğulayırlar ki, dəqiq analitik həllər olmadan kobud qüvvə klassik simulyasiyasından kənar miqyasda bu hesablamalar yalnız təxmini klassik metodlarla müqayisə edilə bilər.

Komanda xəta ilə azaldılmış nəticələrin tensor şəbəkə simulyasiyaları ilə müqayisəsi barədə yazır: “Müxtəlif parametrlər üzrə eksperimental məlumatlar Heisenberg şəkil simulyasiyaları ilə güclü uyğunluq göstərir, bəzi sapmalar daha böyük dövrə həcmlərində yaranır, lakin Şrödinger şəkil simulyasiyaları ilə böyük fikir ayrılıqları var.”

“Heyzenberq şəklindəki simulyasiyalar Şrödinger şəklindəki simulyasiyalara nisbətən daha yüksək konvergensiya sürəti göstərir. Heyzenberq şəklindəki dinamika klassik kompüterlərdə konvergensiyaya uğramış kimi görünsə də, Şrödinger şəklindəki eyni konvergensiya sürətinə malik simulyasiyalar təcrübələrimizin miqyasında əlçatmaz hala gəlir.”

Nəticə etibarilə, bu iş materiallarda kvant xaosunu, daşınmasını və lokalizasiyasını öyrənmək üçün yaxınmüddətli kvant kompüterlərindən istifadə etmək üçün bir yol təqdim etmişdir. Bu, həmçinin kvant hesablamalarına elmi bir vasitə kimi inamı artırmağa kömək edir, hətta səhv düzəldilməsi tam inkişaf etdirilməmişdən əvvəl belə. Tədqiqat müəllifləri deyirlər ki, bu yanaşma kvant aparatları inkişaf etdikcə tam xəta tolerantlığı əldə edilməzdən əvvəl klassik metodları üstələyən çoxcisimli dinamikanın kvant simulyasiyalarına imkan verə bilər.

Müəllifimiz Krystal Kasal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Laurin E. Fischer və digərləri, Kvant kompüterində çoxcisimli kvant xaosunun dinamik simulyasiyaları, Nature Physics (2026). DOI: 10.1038/s41567-025-03144-9 . ArXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2411.00765

Jurnal məlumatları: Təbiət Fizikası , arXiv  

Əsas anlayışlar

Kvant xaotik sistemləriKvant çoxcisimli sistemlər

© 2026 Science X Network