Met kwantumapparaten kunnen we computer- en detectietaken uitvoeren die de mogelijkheden van hun klassieke tegenhangers te boven gaan. Echter, het is moeilijk om kwantuminformatie te beschermen tegen beschadiging door fouten.

Een internationaal team van onderzoekers uit Innsbruck, Harvard, Kopenhagen en Waterloo hebben een nieuwe methode voorgesteld om kwantuminformatie die is opgeslagen in opgesloten ionen te beschermen. In hun nieuwe voorstel de auteurs gebruiken dissipatie (d.w.z. de interactie van een kwantumsysteem met zijn omgeving) om kwantumtoestanden te corrigeren. Dissipatie wordt doorgaans als schadelijk beschouwd, maar zoals aangetoond door Florentin Reiter en collega's, het kan worden aangepast om in het voordeel van een kwantumingenieur te werken.

Standaard kwantumfoutcorrectieschema's worden uitgevoerd door een reeks poorten toe te passen in een logisch kwantumcircuit en te vertrouwen op metingen door klassieke apparaten. De nieuwe dissipatieve benadering vereist geen logische schakeling en maakt ook metingen overbodig. "Het hele foutcorrectieproces gebeurt autonoom op microscopisch niveau, zodat kwantumsystemen zichzelf kunnen corrigeren, " zei co-auteur Christine Muschik, van de afdeling theoretische fysica aan de universiteit van Innsbruck en het Instituut voor kwantumoptica en kwantuminformatie aan de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen.

De nieuwe aanpak heeft belangrijke praktische toepassingen voor zeer nauwkeurige metingen. "We hebben laten zien hoe het nieuwe dissipatieve correctiemechanisme kan worden gebruikt om de precisie voor het detecteren van zwakke magnetische velden te verbeteren, " zei Muschik. Deze resultaten openen nieuwe wegen voor het verbeteren van zeer nauwkeurige detectieschema's met ingesloten ionen en vormen een opstap naar het paradigma van zelfcorrigerende kwantuminformatieverwerking.