Ingrid Fadelli , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKvant-dövlət tomoqrafiya alqoritminin şəkilli təsviri. Kredit: Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03086-2

Müxtəlif sistemlərin kvant vəziyyətlərinin etibarlı şəkildə ölçülməsi və səciyyələndirilməsi həm kvant fizikası tədqiqatları, həm də kvant texnologiyalarının inkişafı üçün olduqca sərfəlidir. Bu vəziyyətlərin ölçülməsi adətən bir neçə ölçmənin aparılmasını və kvant dövlət tomoqrafiyası kimi tanınan bir proses vasitəsilə onların yenidən qurulmasını tələb edir.

Freie Universität Berlin, İtaliyadakı Scuola Normale Superiore və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda tomoqrafiyanın ölçüləri fərqli olan sistemlərdə müxtəlif kvant vəziyyətlərini etibarlı şəkildə yenidən qura bilməsinin dəqiqliyinə işıq salmaq məqsədi daşıyan bir araşdırma apardılar. Nature Physics- də dərc olunmuş onların tapıntıları bu vəziyyətlərin tomoqrafiyasının bosonik və kvant-optik sistemlərdə işıq rejimləri kimi davamlı sərbəstlik dərəcələri ilə təsvir edilən sistemlərdə olduqca səmərəsiz olduğunu göstərir .

Phys.org-a məqalənin həmmüəllifi Jens Eisert, “Kvant dövlət tomoqrafiyası anlayışları uzun bir ənənəyə malikdir” dedi. “Axı, istənilən eksperimentdə məlumat son nəticədə əlimizdə olan hər şeydir, ona görə də topladığımız məlumatlardan naməlum kvant hallarını necə öyrənmək barədə düşünmək təbiidir. Bu cür fikirlər, dövlət hazırlığının xüsusilə uzun tarixə malik olduğu kvant optik sistemlərində xüsusilə qabarıq olmuşdur.”

Kvant dövlət tomoqrafiyasının sərhədlərinin araşdırılması

“Tomoqrafiya” termini ilk dəfə tibbi görüntüləmə sahəsində yaranmışdır. Bu kontekstdə bu, tibbi mütəxəssislərin daha aşağı ölçülü proyeksiyalardan yüksək ölçülü obyektləri yenidən qurduğu bir prosesdir. Qeyd edək ki, bu yenidənqurma kvant optikası kontekstində də tətbiq olunur.

“Kvant dövlət tomoqrafiyasının üsulları 1980-ci illərə və ondan əvvəllərə aiddir” dedi Eisert. “Son vaxtlar tədqiqatçılar dövlətin hazırlanması və səciyyələndirilməsi haqqında daha dəqiq, kəmiyyət baxımından düşünməyə başlayıblar. Kvant texnologiyalarında sürətli irəliləyişdən irəli gələn insanlar indi real eksperimental resurslarla nəyə etibarlı şəkildə nail olmaq olar deyə soruşurlar. Bu, həm də bizim qəbul etdiyimiz perspektivdir”.

Kvant texnologiyalarının son irəliləyişlərindən istifadə edərək, Eisert və həmkarları məlumatlardan naməlum kvant vəziyyətlərini öyrənə biləcəyiniz dəqiqliyi təsvir etməyə başladılar. Onlar iki fərqli vəziyyət növünə, Qauss (yəni, birinci və ikinci statistik anları ilə tam təsvir edilmiş) və qeyri-Qauss (yəni, Qauss statistikası deyilənlərdən kənar xüsusiyyətlər nümayiş etdirən) vəziyyətlərinə baxdılar.

“Biz bu problemin nə qədər çətin olduğunu başa düşdükdə həqiqətən təəccübləndik: nümunənin mürəkkəbliyi yenidənqurmanın istənilən dəqiqliyi ilə son dərəcə əlverişsiz şəkildə böyüyür” deyə Eisert izah etdi. “Daimi dəyişən sistemlər üçün kvant dövlət tomoqrafiyası adətən homodin və ya heterodin aşkarlanmasından — işığın davamlı təbiətinə təbii olaraq uyğun gələn üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Bu üsullar həm də tədqiq olunan kvant vəziyyətinin strukturu haqqında dəyərli fikirlər verir.”

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 .

Mövcud tomoqrafiya üsullarının güclü tərəfləri və məhdudiyyətləri

Bu tədqiqatın nəticələri kvant vəziyyətlərini xarakterizə etmək üçün mövcud yanaşmaların məhdudiyyətlərini vurğulayır. Xüsusilə, onlar göstərirlər ki, kvant dövlət tomoqrafiyası sonlu ölçülü sistemlərə nisbətən davamlı dəyişən sistemlər üçün əhəmiyyətli dərəcədə daha çətin olur.

“Bizim üçün əsas sürpriz o oldu ki, qurulmuş yanaşmalar mürəkkəblik-nəzəri sərhədlərlə güclü şəkildə etiraz edilir” dedi Eisert. “Axı, istifadə olunan xüsusi metoddan asılı olmayaraq, naməlum davamlı-dəyişən kvant hallarını dəqiq öyrənmək olduqca çətindir. Bu, enerji və anlarda təbii məhdudiyyətlər şəraitində belə doğru olaraq qalır.”

Eisert və onun həmkarlarının son işi, mövcud yanaşmalardan istifadə edərək kvant sistemlərində nəyin real ölçülə biləcəyinə və nəyin mümkün olmadığına yeni işıq salır. Komanda tərəfindən toplanan fikirlər yeni yaranan kvant və kvant-optik cihazlarda kvant vəziyyətlərini xarakterizə etməyə yönəlmiş gələcək səyləri istiqamətləndirə bilər.

“Bəlkə də məqaləmizin ən diqqətəlayiq töhfəsi, ən azı mədəni baxımdan, müxtəlif alt sahələrdən olan tədqiqatçılar arasında ünsiyyət yaratmağın üstünlüklərini nümayiş etdirməsidir” dedi Eisert. “Köhnə nəticələri təbii qəbul etməmək lazımdır. Bir yanaşmanın həqiqətən nə dərəcədə işləyə biləcəyini öyrənmək üçün köhnə suallara yenidən baxmağa dəyər. Fiziki olaraq desək, işıq hallarının sonsuz ölçülü təbiəti laboratoriyada nə baş verdiyini müəyyən etməyi çox çətinləşdirir.”

Tədqiqatçılar kvant vəziyyətlərinin ölçülməsi üçün mövcud metodların effektivliyini və miqyasını qiymətləndirməyi davam etdirməyi planlaşdırırlar. Bu, öz növbəsində onlara getdikcə daha təkmil və daha yaxşı performans göstərən kvant texnologiyalarını inkişaf etdirməyə kömək edəcək.

“Biz indi kvant dünyasında öyrənmənin operativ nəzəriyyəsini yaratmağa can atırıq” deyə Eisert əlavə etdi. “Daha geniş şəkildə desək, təbiətdəki fiziki sistemlər haqqında ağlabatan və ideal olaraq çoxhədli məlumat miqdarından həqiqətən nə nəticə çıxara biləcəyini başa düşməyi hədəfləyirik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Liza Lok tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Ətraflı məlumat: Francesco A. Mele et al, Learning quantum states of davamlı-dəyişən sistemlər, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03086-2

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

© 2025 Science X Network