Natuurkundigen van de Universiteit van Swansea maken deel uit van een internationale onderzoekssamenwerking die een nieuwe techniek heeft geïdentificeerd voor het testen van de kwaliteit van kwantumcorrelaties.

Kwantumcomputers voeren hun algoritmen uit op grote kwantumsystemen met vele onderdelen, qubits genoemd, door kwantumcorrelaties te creëren tussen al deze factoren. Het is belangrijk om te verifiëren dat de feitelijke berekeningsprocedures leiden tot kwantumcorrelaties van gewenste kwaliteit.

Echter, het uitvoeren van deze controles is arbeidsintensief omdat het aantal vereiste tests exponentieel groeit met het aantal betrokken qubits.

Onderzoekers van het College of Science, werken met collega's uit Spanje en Duitsland, hebben nu een nieuwe techniek voorgesteld die dit probleem helpt oplossen door het aantal metingen aanzienlijk te verminderen en tegelijkertijd de weerstand tegen ruis te vergroten.

Hun methode biedt een oplossing voor het probleem van het certificeren van correlaties in grote systemen en wordt uitgelegd in een nieuw artikel dat zojuist is gepubliceerd in PRX Quantum, een prestigieus tijdschrift van American Physical Society.

Onderzoeksgenoot Dr. Farid Shahandeh, de hoofdwetenschapper van dit onderzoek, zei:"Om dit te bereiken combineren we twee processen. Ten eerste, overweeg een sapcentrifuge - deze haalt de essentie van het fruit door het in een kleine ruimte te persen. evenzo, in veel gevallen kunnen kwantumcorrelaties in grote systemen ook geconcentreerd zijn in kleinere delen van het systeem. Het 'knijpen' wordt gedaan door metingen aan de rest van het systeem, het lokalisatieproces genoemd.

"Stel dat de sapcentrifuge het fruit direct omzet in sapdozen zonder labels. We weten niet wat erin zit - het kan appelsap zijn, sinaasappelsap, of gewoon water. Een manier om erachter te komen zou zijn om de doos te openen en te proeven. De kwantumvergelijking hiervan is om een ​​geschikte grootheid te meten die ons vertelt of er binnen een systeem kwantumcorrelaties bestaan ​​of niet.

"Dit proces wordt getuigen genoemd en we noemen de combinatie van de twee benaderingen conditioneel getuigen."

In hun onderzoek bewijzen de natuurkundigen dat hun methode efficiënt is en in het algemeen hogere geluidsniveaus tolereert in experimenten. Ze hebben hun aanpak ook vergeleken met eerdere technieken in een klasse van kwantumprocessors die ionen gebruiken om de efficiëntie ervan aan te tonen.

Dr. Shahandeh, de ontvanger van een onderzoeksbeurs van de Koninklijke Commissie voor de Tentoonstelling van 1851, toegevoegd:"Dit is van cruciaal belang in de huidige technologie waar de toevoeging van elke qubit onvermijdelijk de complexiteit van kwantumtoestanden en experimentele onvolkomenheden vergroot."