В одном из примеров, рассмотренных в исследовании, новый подход позволил уменьшить необходимое число измерений примерно в 40 тысяч раз. Работу опубликовал журнал Physical Review Research.

Метод помогает снизить влияние аппаратных шумов и погрешностей подготовки квантовых состояний. Как пояснил соавтор работы, старший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН Владимир Томилин, при большом количестве замеров эти помехи сильнее сказываются на результате. Сокращение числа измерений также позволяет сэкономить время. Комментарий исследователя привела пресс-служба института.

Ученые предложили особую настройку фильтра, который отбирает частицы. Создаваемый им фазовый сдвиг точно соответствует сдвигу, возникающему у самой частицы при взаимодействии с прибором. Такое совпадение позволяет сохранить нужные сведения, одновременно уменьшив количество замеров в десятки тысяч раз.

Расчеты показали, что применение кудитов может дополнительно усилить эффект. Это многомерные квантовые системы, обобщающие кубиты: у кубита два базовых состояния, а у кудита их больше. Чем выше размерность системы, тем больше информации можно извлечь из одного успешного опыта.

Квантовые измерения используют для определения физических параметров с высокой точностью и отслеживания самых небольших изменений. На этом основана работа квантовых магнитометров и навигационных приборов. Однако измерение разрушает состояние квантовой частицы, поэтому опыт приходится многократно повторять. Существующий способ уменьшить число замеров — постселекция, или «квантовая компрессия», — ведет к утрате части информации и снижению точности.

Следующим шагом авторы намерены определить, какие типы квантовых систем подходят для нового метода. В исследовании участвовали сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирского государственного университета, Университета Латакии в Сирии и IPM в Иране.

Источник: ТАСС