Australië heeft fors geïnvesteerd in de ontwikkeling van kwantumtechnologieën.

Toch wordt vaak gedacht dat Australië achterblijft op het gebied van commerciële activiteiten, vooral in vergelijking met het activiteitenniveau in Noord-Amerika, Europa, en China.

Een joint venture tussen de Monash University School of Physics and Astronomy en de University Melbourne School of Physics onderzoekt de integratie van baanbrekend onderzoek in kwantumcomputing met commerciële activiteiten.

De Monash-leider Dr. Kavan Modi van de School of Physics and Astronomy zei dat een groot probleem dat de ontwikkeling van kwantumcomputers in de weg staat, complexe en gecorreleerde ruis is - vaak 'niet-Markoviaanse' ruis genoemd.

"Het was een enorme uitdaging om dergelijk lawaai te verminderen of zelfs te karakteriseren en

blijft een centraal obstakel bij het bouwen van fouttolerante kwantumcomputers, "zei Dr. Modi.

Dr. Modi is de hoofdauteur van een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie die zich richt op het geluidsprobleem.

"De huidige state-of-the-art methoden negeren de tijdelijk gecorreleerde ruis, gedeeltelijk vanwege het ontbreken van een formele theorie voor het omgaan met temporele correlatie, ' zei Dr. Modi.

"Onze onderzoeksgroep heeft de afgelopen vijf jaar theoretische instrumenten ontwikkeld om met dergelijk geluid om te gaan, " hij zei.

"We hebben samengewerkt met onderzoekers van de Universiteit van Melbourne om deze methoden toe te passen op de kwantumcomputers van IBM.

"Ons onderzoeksrapport laat zien dat deze methoden leiden tot een zeer nauwkeurige karakterisering van de gecorreleerde ruis, die we vervolgens gebruiken om de prestaties van de computer te verbeteren."

Dr. Modi zei dat de tools die in de afgelopen vijf jaar zijn ontwikkeld een rol kunnen spelen bij het verbeteren van de prestaties van de volgende generatie kwantumcomputers.

Quantumcomputers zijn inherent open systemen omdat ze onvermijdelijk interageren met de omgeving en als gevolg daarvan last van luidruchtige dynamiek.

Zelfs kwantumcomputers van bescheiden omvang hebben last van dergelijke complexe ruis en het is nadelig voor de prestaties van de computer.

"Complexe ruis is een primair obstakel dat grootschalige kwantumcomputers buiten bereik houdt, ' zei Dr. Modi.

"Daarom is een getrouwe karakterisering van geluid een dringende behoefte en is het de eerste stap naar de ontwikkeling van methoden voor het verminderen van geluid."

Het nieuwste onderzoek in Nature Communications van vandaag werpt nieuw licht op tijd-gecorreleerde complexe kwantumprocessen.

"Geluidskarakterisering en -beperking moeten commerciële waarde hebben en ten goede komen aan onderzoeksgroepen die werken aan de ontwikkeling van kwantumtechnologieën, zowel in Australië als internationaal, ' zei Dr. Modi.