Международная группа исследователей разработала метод создания нового, усложненного семейства квантовых состояний, который позволяет программировать геометрию суперпозиции с помощью одного пойманного иона. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на пресс-службу Оксфордского университета.
Физики провели серию экспериментов с квантовыми системами, чтобы преодолеть ограничения классического «кошачьего состояния Шрёдингера». В традиционной квантовой механике под этим термином понимают суперпозицию двух противоположных макроскопических состояний (например, «живого» и «мертвого» кота, или 0 и 1 в кубитах). Ученые стремились выяснить, можно ли выйти за рамки этой дуальности и научиться гибко конструировать более сложные, многоуровневые квантовые конфигурации для защиты данных от внешних помех.
В ходе работы авторы задействовали одиночный ион, удерживаемый в специальной ловушке, и применили к нему последовательность лазерных импульсов. Это позволило им не просто перевести частицу в состояние суперпозиции, а буквально запрограммировать траекторию и амплитуду ее квантовых фаз, создав суперпозицию из нескольких так называемых «сжатых» состояний. Физики получили полный контроль над формой и геометрическим распределением квантовой системы, расширив возможности мысленного эксперимента Эрвина Шрёдингера до контролируемого многомерного пространства.
Главная ценность открытого метода заключается в решении проблемы декогеренции — спонтанного разрушения квантовых связей из-за теплового или электромагнитного шума. Новое семейство контролируемых состояний обладает повышенной устойчивостью к внешним факторам. Созданные по этой технологии квантовые процессоры смогут самостоятельно находить и исправлять вычислительные ошибки, что открывает путь к созданию коммерческих и отказоустойчивых квантовых суперкомпьютеров.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
На обложке: реконструированная функция Вигнера для суперпозиции двух трижды сжатых состояний. Шестикратная симметрия и области отрицательных значений показывают неклассическую квантовую интерференцию в движении иона. Источник: Оксфордский университет, кафедра физики
