Een munt opgooien. Hoofden? Zet een stap naar links. Staarten? Zet een stap naar rechts. In de kwantumwereld? Ga in beide richtingen tegelijk, als een golf die zich uitbreidt. De 'walker-analogie' genoemd, ' dit willekeurige proces kan worden toegepast in zowel klassieke als kwantumalgoritmen die worden gebruikt in state-of-the-art technologieën zoals kunstmatige intelligentie en datazoekprocessen. Echter, de willekeur maakt het lopen ook moeilijk te controleren, waardoor het moeilijker wordt om systemen nauwkeurig te ontwerpen.

Een onderzoeksteam in Japan kan op weg zijn naar een meer gecontroleerde wandeling door het mechanisme te onthullen dat ten grondslag ligt aan de directionele beslissing van elke kwantumstap en een manier te introduceren om de bewegingsrichting mogelijk te beheersen. Ze publiceerden hun resultaten op 16 oktober in Wetenschappelijke rapporten , een tijdschrift voor natuuronderzoek.

"In onze studie we hebben ons gericht op de munt die het gedrag van de kwantumwandeling bepaalt om de beheersbaarheid te onderzoeken, " zei papier auteur Haruna Katayama, afgestudeerde student aan de Graduate School of Integrated Arts and Sciences aan de Universiteit van Hiroshima.

In klassieke systemen, de munt leidt de wandelaar in de ruimte:rechts of links. In kwantumsystemen, een munt is oneindig minder betrouwbaar, aangezien de wandelaar zowel werkt als een deeltje dat in één ruimte staat en als een golf die zich in alle mogelijkheden in de tijd uitstrekt.

"We hebben de tijdafhankelijke munt geïntroduceerd waarvan de kans om op kop of munt te landen tijdelijk varieert om de functie van de munt te onthullen, ' zei Katayam.

Deze tijdsafhankelijke munt kan de positie van de wandelaar verschuiven, vonden de onderzoekers, maar de golfkarakteristiek van de wandelaar verduisterde hoeveel fysieke ruimte de munt controleerde.

"We zijn erin geslaagd om de gelijkwaardigheid van twee totaal verschillende concepten - de equivalentie van de veranderingssnelheid in muntwaarschijnlijkheid en de snelheid van de golf - voor de eerste keer te verduidelijken, "Zei Katayama. "Dit onthulde mechanisme stelt ons in staat om de kwantumwandeling op aanvraag te beheersen door de munt te manipuleren met behoud van het willekeurige proces, het verstrekken van fundamentele fundamentele elementen van innovatieve kwantuminformatieverwerkingstechnologieën zoals kwantumcomputing."

De onderzoekers stelden vast dat hoe snel de munt omdraaide, direct van invloed was op hoe snel de golf bewoog, wat resulteert in enige controle over de beweging van de wandelaar.

"Het loopmechanisme stelt ons in staat om kwantumwandelingen naar wens aan te passen door de snelheid van het opgooien van munten te manipuleren, " zei Katayama. "Bovendien, we hebben ontdekt dat de kwantumwandeling met het gewenste traject op aanvraag kan worden gerealiseerd door de munt te ontwerpen. Onze resultaten openen de weg naar de controle van kwantumwandelingen."