Физики создали протокол для проектирования многомерных состояний. На точность симуляции шум не влияет

Неизбежное присутствие шума и недостатки в характеристиках экспериментальных устройств снижают общее качество генерации многомерных состояний. Чтобы преодолеть эти ограничения, группа исследователей из римского университета Сапиенца, Королевского университета Белфаста и университета Палермо использовала протокол адаптивной оптимизации, способный создавать произвольные многомерные состояния. Об этом говорится в Advanced Photonics.

Протокол адаптивной оптимизации конструирует произвольные многомерные состояния для решения задач квантовой информации, требующих нахождения оптимальных значений экспериментальных параметров в шумных условиях.

Создание многомерных квантовых состояний в протоколах квантовой информации обеспечивает лучшую производительность в различных приложениях: от безопасной квантовой связи до отказоустойчивых квантовых вычислений. Значительным достижением стала бы разработка универсальных протоколов, способных конструировать произвольные многомерные квантовые состояния. С этой целью было предложено и разработано несколько стратегий и платформ. 

В рамках сценария полностью черного ящика протокол, предложенный учеными из университета Сапиенца, настраивает соответствующие экспериментальные параметры, полагаясь только на измеренное соответствие между произведенным и целевым состоянием, без необходимости описания настройки генерации.

Схема автоматизированной платформы для конструирования произвольных состояний кудита по орбитальному угловому моменту фотонов. Параметры эксперимента адаптивно оптимизированы для генерации целевых состояний.

Авторы исследования экспериментально проверили протокол с использованием орбитального углового момента (ОУМ) классического света и одиночных фотонов. ОУМ — это степень свободы электромагнитного поля, связанная с его пространственным и фазовым профилем. Поскольку OУM представляет собой бесконечномерную степень свободы, он подходит для кодирования произвольных многомерных квантовых состояний. Авторы экспериментально реализовали протокол, используя платформу генерации состояний, основанную на динамике квантового блуждания в OУM и поляризационных степенях свободы. Путем настройки параметров операторов, действующих на состояние поляризации, можно спроектировать произвольное состояние пешехода, закодированное в пространстве OAM. Предлагаемый алгоритм оптимизации затем выполняет онлайн-настройку экспериментальных параметров, управляющих динамикой, для получения желаемого результата.

Показано, что протокол оптимизации хорошо работает в шумных экспериментальных условиях для нескольких четырехмерных целевых состояний OУM. Наконец, команда исследовала адаптируемость протокола, введя изменяющийся во времени шум в качестве внешнего воздействия на значения параметров. Протокол нашел новое оптимальное решение после введения этих внешних возмущений. Предлагаемый протокол применим в самых разных обстоятельствах, даже при наличии помех, без необходимости значительной тонкой настройки.


Читайте также:

Очень странная Вселенная: явления и объекты в космосе, которые сложно представить

Ученые выдвинули новую теорию происхождения черных дыр

Исследование из Китая: штамм омикрон обходит защиту от вакцинации и перенесенного COVID-19

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Гуманоидный робот с ИИ начал работать в лаборатории по созданию лекарств
Новости
Зонд «Афина» готовится к посадке у южного полюса Луны: где смотреть трансляцию
Космос
Китайские ученые «хранили свет» более часа: это новый рекорд
Наука
Предложена теория, которая объединяет квантовую механику и общую теорию относительности
Наука
Часть приборов «Вояджеров» отключат ради продления миссии за пределами Солнечной системы
Космос
Google тестирует поиск на основе ИИ: он дает ответы на развернутые вопросы
Новости
Свет впервые превратили в твердое тело, которое течет как жидкость
Наука
Квантовые технологии становятся компактнее: физики охладили атомы в системе на чипе
Новости
Модуль Blue Ghost поймал сигнал GPS на поверхности Луны
Космос
Сэм Альтман объявил о задержке выхода ChatGPT-4.5 и анонсировал изменение системы оплаты
Новости
В Китае нашли останки «гигантского» скорпиона, который жил в эпоху динозавров
Наука
Астрономы наблюдали сигналы от планеты, которую разорвала собственная звезда
Космос
Опубликовано подробное видео посадки модуля Blue Ghost на Луну
Космос
Китайский квантовый чип в квадриллион раз превзошел лучший суперкомпьютер
Новости
Камеры НАСА сняли ударную волну от сверхзвукового самолета
Новости
Генетики вывели «шерстистых» мышей: это часть проекта по возрождению мамонта
Наука
«Джеймс Уэбб» изучил атмосферу одинокого блуждающего газового гиганта
Космос
Lenovo представила сверхтонкий ноутбук, который заряжается от солнечного света
Новости
Первые звезды наполнили Вселенную водой до появления галактик, предполагают ученые
Космос
Физики создали магнитные вихри, способные имитируют работу синапсов нейронов
Наука