Kvant ölçmələrini sürətləndirmək cəhdi olaraq, yeni Fiziki İcmal Məktubları araşdırması kvant hesablama tətbiqləri üçün çox faydalı ola biləcək məkan-zaman mübadilə sxemini təklif edir.

Kvant hesablamasının bir neçə problemi var, o cümlədən səhv dərəcələri, qubit sabitliyi və bir neçə kubitdən artıq miqyaslanma. Bununla belə, kvant hesablamalarının üzləşdiyi daha az tanınan problemlərdən biri kvant ölçmələrinin dəqiqliyi və sürətidir .

Tədqiqatın tədqiqatçıları ölçmələrin keyfiyyətini qoruyarkən və ya yaxşılaşdırarkən ölçmə vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq üçün əlavə və ya köməkçi kubitlərdən istifadə etməklə bu problemi həll edirlər.

Christopher Corlett, professor Noah Linden və Dr. Paul Skrzypczyk-in rəhbərlik etdiyi Bristol Universitetindən olan iş Oksford Universiteti, Strathclyde Universiteti və Sorbonna Universitetinin üzvləri də daxil olmaqla birgə səy idi.

Phys.org Corlett, professor Linden və Dr. Skrzypczyk ilə işlərindən danışıb.

“Kvant mexanikasında ölçmə prosesi onun ən mühüm və valehedici xüsusiyyətlərindən biridir. O, həm də gələcək kvant texnologiyaları üçün həyati əhəmiyyət kəsb edir”, – Korlet izah edib.

“Dəqiq və sürətli kvant ölçmələri inkişaf etməkdə olan kvant texnologiyalarının inkişafı üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Kvant xətalarının korreksiyası ilə bağlı son əsas nəticələr səhvlərin dekodlanmasını asanlaşdırmaq üçün sürətli və dəqiq ölçmələrə ehtiyac olduğunu nümayiş etdirir, onsuz nasazlığa dözümlülük mümkün olmazdı”, – Doktor Skrzypczyk əlavə edib.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743417474&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-scientists-method-quantum-space.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743417474000&bpp=1&bdt=43&idt=72&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417278%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417278%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417278%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6562322693515&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1914&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090664%2C31091239%2C95353387%2C95356500%2C95356505%2C31091361%2C95355300%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=1638310576648305&tmod=998620750&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=78

Ölçmə problemi

Bir kubitdə həyata keçirilə bilən sonsuz sayda ölçmə var. Xüsusilə vacib olanı onun iki təbii vəziyyətdən biri olub-olmadığını yoxlamaqdır: 0 və ya 1. Bu ölçməni dəqiq yerinə yetirmək üçün adətən qubitin uzun müddət yoxlanılması daxildir.

Bu daha uzun ölçmələr adətən daha yüksək dəqiqlik verir, lakin əhəmiyyətli əlavə yük və gecikmə gətirir, xüsusən kvant xətasının korreksiyasında tələb olunan orta dövrə ölçmələri üçün problem yaradır . Əlavə olaraq, daha uzun ölçmələr bu müddət ərzində yığıla bilən səs-küy və dekoherensliyi təqdim edir.

Tədqiqatçılar bunu bənzətmə ilə izah edirlər.

“Təsəvvür edin ki, sizə bir stəkan 100 ml, digəri isə 90 ml olmaqla iki stəkan suyun şəkli göstərilir və siz hansı stəkanda daha çox su olduğunu görüb müəyyən etməlisiniz.

“Əgər sizə şəkli cəmi bir saniyə göstərsələr, hansı stəkanın daha dolu olduğunu söyləməkdə çətinlik çəkə bilərsiniz. Bununla belə, şəkil sizə iki saniyə göstərilsə, hansı şüşənin daha dolu olduğuna daha çox əmin ola bilərsiniz”, – Korlett izah etdi.

Tədqiqatçılar ölçmənin müəyyən bir müddətdə kubit vəziyyəti haqqında toplaya biləcəyi məlumatın miqdarını artırmaq üçün köməkçi kubitdən istifadə etdilər.

Bu, hər stəkanın həcmini iki dəfə artırmaq kimidir; 20 ml fərqi müşahidə etmək 10 ml fərqdən daha asan olardı. Bu, cavaba daha çox inam verir. Bu proses davam edərsə və məlumatın miqdarı davamlı olaraq artarsa, cavab vermək üçün sərf olunan vaxt azalır.

“Analogiyaya davam etsək, ikinci köməkçi kubit əlavə etməklə həcmi üç dəfə artıraraq 300 ml və 270 ml-ə çatdıra bilərsiniz ki, siz onları 0,66 saniyəyə əminliklə ayırd edə bilərsiniz. Bu yolla siz qubitlərin sayı ilə oxuma sürətində xətti artım əldə edə bilərsiniz”, – professor Korlet izah etdi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Məkan üçün ticarət vaxtı

Tədqiqatçıların sxemi səhvlərin düzəldilməsi üçün təkrar kodlarından istifadə edən əvvəlki protokollara əsaslanır. Bu üsul hədəf kubitini (ölçmənin aparılacağı) köməkçi kubitlərlə birləşdirir.

Daha dəqiq desək, hədəf qubit N-1 köməkçi kubitləri ilə qarışıb. Hədəf kubitdən gələn məlumatlar daha sonra CNOT qapılarından istifadə edərək bütün köməkçi kubitlərə kopyalanır.

Yenilik burada yerləşir. Hədəf kubitini t vaxtı üçün ölçmək əvəzinə, bütün N kubitlər (hədəf və köməkçi) t/N vaxtı üçün eyni vaxtda ölçülür. Daha sonra bütün ölçmələr birləşmiş nəticə üçün əlavə edilir ki, bu da daha uzun tək ölçmə ilə eyni statistik inamı verir.

Boşluq (istifadə olunan qubitlərin sayı) zaman üçün ticarət edilir. Bir kubitin beş saniyə ərzində ölçülməsi eyni vaxtda bir saniyə üçün beş kubitin ölçülməsi ilə eynidir.

“Maraqlıdır ki, bu, hətta sürətləndirildikdə belə ölçmənin keyfiyyətini saxlamağa və ya gücləndirməyə imkan verir. Sxem soyuq atomlar, qapalı ionlar və superkeçirici kubitlər də daxil olmaqla, aparıcı kvant aparat platformalarının geniş diapazonuna geniş şəkildə tətbiq olunur”, – Korlet bildirib.

Səs-küyə qarşı möhkəm

Tədqiqatçılar onların sxemini əvvəlcə səs-küy olmayan ideal şəraitdə, sonra isə real səs-küy modelləri ilə araşdırdılar. Onlar tapdılar ki, ideal vəziyyət qubitlərin sayı ilə mükəmməl xətti sürət göstərir.

Səs-küy modelləri də əhəmiyyətli sürət göstərdi və bəzən xətti təkmilləşdirmədən daha yaxşı oldu. Tədqiqatçılar göstərdilər ki, onların yanaşması əvvəllər mümkün olduğundan daha yüksək maksimum ölçmə keyfiyyətinə nail ola bilər.

Professor Linden deyib: “Sxemimizin bu səs-küyə qarşı dayanıqlı olmasına əmin olmaq olduqca vacibdir, çünki o, səs-küyün qaçılmaz olduğu real dünyada həyata keçirilməsi üçün faydalı olmasını təmin edir”.

Tədqiqatçılar öz sxemlərinin eksperimental tətbiqini görməyə can atırlar və onu superkeçirici kubitlər kimi xüsusi sistemlər üçün daha ətraflı şəkildə inkişaf etdirməyə çalışırlar.

Ətraflı məlumat: Christopher Corlett et al, Speeding Up Quant Measurement using Space-Time Trade-Off, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.080801 .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network