Danimarka Texniki Universiteti tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSıxıcı — işığın kvant dalğalanmalarını idarə etmək üçün optik boşluq daxilində qeyri-xətti kristaldan istifadə edən optik parametrik osilator (OPO) — dolaşıqlığa görə məsuliyyət daşıyır. Kredit: Foto: Jonas Schou Neergaard-Nielsen

Kvant texnologiyası ilə bağlı yüksək gözləntilər fonunda, Science jurnalında yeni bir məqalə sübut edilmiş kvant üstünlüyünü bildirir . Təcrübədə, dolaşıq işıq tədqiqatçılara çox az ölçmə ilə sistemin səs-küyünü öyrənməyə imkan verdi.

Danimarka Texniki Universitetinin (DTU) tədqiqatçıları və beynəlxalq tərəfdaşlar nümayiş etdirdilər ki, dolaşıq işıq mürəkkəb, səs-küylü kvant sisteminin davranışını öyrənmək üçün lazım olan ölçmələrin sayını böyük faktorla azalda bilər.

DTU Fizikasının professoru, müxbir müəllif Ulrik Lund Andersen deyir: “Bu, fotonik sistem üçün sübut edilmiş ilk kvant üstünlüyüdür”. “Belə bir üstünlüyün sadə optik quraşdırma ilə mümkün olduğunu bilmək başqalarına bu yanaşmanın hissetmə və maşın öyrənməsi kimi fayda verəcəyi sahələri axtarmağa kömək etməlidir.”

“Ölçəklənən fotonik platformada kvant öyrənmə üstünlüyü” adlı iş ABŞ, Kanada və Cənubi Koreyadan olan həmkarları ilə birgə həyata keçirilib.Homodin detektoru – işıq sahəsində çox kiçik dalğalanmaları oxumaq üçün kvant optikasında istifadə edilən ölçmə qurğusu. Kredit: Jonas Schou Neergaard-Nielsen.

Qarışıqlıq açardır

Tədqiqatın mərkəzində elm və mühəndislik sahəsində ortaya çıxan bir problem dayanır: Siz cihaz kimi fiziki sistemi başa düşmək və ya xarakterizə etmək istədiyiniz zaman təkrar ölçmələr edirsiniz və bunlara əsaslanaraq, məsələn, cihazın “səs-küy barmaq izini” işlədirsiniz.

Kvant cihazlarında isə bu o qədər də sadə deyil. Birincisi, kvant səs-küyü ölçmələrin bir hissəsidir. Həmçinin, mürəkkəb sistemlər üçün tələb olunan təcrübələrin sayı sistemin ölçüsü ilə eksponent olaraq miqyaslana bilər, buna görə də tez bir zamanda praktiki və ya qeyri-mümkün olur. Tədqiqatçılar dolaşıq işıqdan istifadə edərək başqa bir yol tapmağa başladılar.

Dolaşma kvant mexanikasında iki hissəcik və ya işıq şüalarının o qədər güclü bir-birinə bağlı olduğu əsas anlayışdır ki, birinin ölçülməsi dərhal digəri haqqında nəsə xəbər verir.

“Biz nəzarət edə biləcəyimiz bir proses qurduq və sadə bir sual verdik: Dolaşma belə bir sistemi öyrənmək üçün lazım olan ölçmələrin sayını azaldırmı? Cavab isə bəli, çox şeydir. Sistemimizin davranışını 15 dəqiqə ərzində öyrəndik, halbuki müqayisə edilə bilən klassik yanaşma təxminən 20 milyon il çəkəcək”, – Andersen deyir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758881495&rafmt=1&armr=3&plas=164x742_l%7C164x742_r&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-proven-quantum-advantage-task-million.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758881494851&bpp=1&bdt=65&idt=44&shv=r20250924&mjsv=m202509230101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758881244%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758881244%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758881244%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1869702442190&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3039&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094857%2C42533293&oid=2&pvsid=8909231435057511&tmod=1937875900&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&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=756

Heç bir klassik sistemin edə bilməyəcəyi bir şey

Tədqiqatçılar 2024-cü ildə nəşr olunan “Bosonik təsadüfi yerdəyişmə kanalını öyrənmək üçün dolaşıqlığa imkan verən üstünlük” adlı məqalədə nəzəri əsası qoyduqdan sonra , dolaşıq işığın problemi həll edəcəyini bilirdilər.

Təcrübə DTU Physics-in zirzəmisində qurulub və tanınmış optik hissələri ilə telekommunikasiya dalğa uzunluqlarında işləyir. Quraşdırmada adi itkilərlə belə işləyir. Tədqiqatçıların fikrincə, bu vacibdir, çünki bu, qazancın mükəmməl ölçmə cihazından deyil, necə ölçdüyünüzdən qaynaqlandığını göstərir.

Daha ətraflı desək, sistem çoxlu işıq impulslarının eyni səs-küy modelini paylaşdığı bir optik kanaldan ibarət idi. İki işıq şüası hazırlanmışdı, daha dəqiq desək, sıxılmışdır, buna görə də bir-birinə qarışmışdılar. Sistemi araşdırmaq üçün bir şüa istifadə olunur; digəri isə istinad üçündür. Birgə ölçmə onları bir atışda müqayisə edir və bu müqayisə ölçmə qeyri-səlisliyinin çox hissəsini ləğv edir və təkbaşına proba baxmaqdan daha çox məlumat çıxarır.

DTU Fizikasının dosenti və məqalənin həmmüəllifi Jonas Schou Neergaard-Nielsen vurğulayır ki, tədqiqatçılar hələ konkret real dünya sistemini hədəf almamışlar.

Neergaard-Nielsen deyir: “Bir çox insanlar kvant texnologiyasından və onların klassik kompüterləri necə üstələməsindən danışsalar da , fakt bu gün belə deyil. Bizi qane edən, nəhayət, heç bir klassik sistemin edə bilməyəcəyi bir şeyi edən kvant mexaniki sistemi tapmağımızdır”.

Tədqiqat layihəsinə DTU-nun Ulrik Lund Andersenin başçılıq etdiyi bigQ mərkəzi rəhbərlik edirdi, Jonas Schou Neergaard-Nielsen isə ortaq PI kimi.

Sənədin aparıcı müəllifləri postdoc Zhenghao Liu və Ph.D. DTU-nun bigQ mərkəzindən və DTU Fizikasından olan tələbə Romain Brunel. DTU-dan başqa, məqalənin arxasındakı tərəfdaşlar Çikaqo Universiteti, Perimetr İnstitutu, Waterloo Universiteti, Caltech, MIT və KAIST-dən olan tədqiqatçılardır.

Daha çox məlumat: Zheng-Hao Liu et al, Ölçəklənən fotonik platformada kvant öyrənmə üstünlüyü, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adv2560 . www.science.org/doi/10.1126/science.adv2560

Jurnal məlumatı: Elm 

Danimarka Texniki Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir