Применения позволенных квантом технологий востребованы и уже демонстрирующее существенное влияние – особенно в сфере ощущения и метрологии. И потенциал, чтобы построить исключительно мощные квантовые компьютеры, используя квантовые биты или кубиты, ведет инвестиции из крупнейших компаний в мире.Однако, значительное препятствие строительству надежных квантовых технологий было рандомизацией квантовых систем их средой или decoherence, который эффективно разрушает полезный квантовый характер.Физики взяли технический квантовый прыжок в обращении к этому, использовании методов от больших данных, чтобы предсказать, как квантовые системы изменятся и затем препятствование тому, чтобы расстройство системы произошло.
Исследование издано сегодня по своей природе Коммуникации.«Очень способ, которым отдельные компоненты в мобильных телефонах в конечном счете подведут, так также сделают квантовые системы», сказал ведущий автор газеты профессор Майкл Дж. Биркук.
«Но в квантовой технологии целая жизнь обычно измеряется в долях секунды, а не лет».Профессор Биркук, из Школы Сиднейского университета Физики и главного следователя в Центре австралийского Научного совета Спроектированных Квантовых Систем, сказал, что его группа продемонстрировала, что было возможно подавить decoherence профилактическим способом. Ключ должен был развивать технику, чтобы предсказать, как система распадется.
Профессор Биркук подчеркнул проблемы создания предсказаний в квантовом мире: «Люди обычно используют прогнозирующие методы в нашем ежедневном опыте; например, когда мы играем в теннис, мы предсказываем, где шар закончится на основе наблюдений за бортовым шаром», сказал он.«Это работает, потому что правила, которые управляют, как шар переместится, как сила тяжести, обычны и известны. Но что, если правила изменились беспорядочно, в то время как шар продвигался Вам? В этом случае это почти невозможно, чтобы предсказать будущее поведение того шара.
«И все же эта ситуация точно, что мы должны были иметь дело с тем, потому что распад квантовых систем случаен. Кроме того, в квантовом сферы наблюдении стирает квантовость, таким образом, наша команда должна была быть в состоянии предположить, как и когда система беспорядочно сломается.«Мы эффективно должны были качаться в беспорядочно движущемся теннисном шаре, в то время как ослеплено».
Команда обратилась к машинному обучению для помощи в хранении их квантовых систем – кубитов, понятых в пойманных в ловушку атомах – от ломки.Что могло бы быть похожим на случайное поведение, на самом деле содержал достаточно информации для компьютерной программы, чтобы предположить, как система изменится в будущем.
Это могло тогда предсказать будущее без непосредственного наблюдения, которое иначе сотрет полезные особенности системы.Предсказания были удивительно точны, позволив команде использовать их предположения преимущественно, чтобы дать компенсацию за ожидаемые изменения.Выполнение этого в режиме реального времени позволило команде предотвращать распад квантового характера, расширив полезную целую жизнь кубитов.
«Мы знаем, что строительство реальных квантовых технологий потребует важных шагов вперед в нашей способности управлять и стабилизировать кубиты – чтобы сделать их полезными в заявлениях», сказал профессор Биркук.Наши методы относятся к любому кубиту, построенному в любой технологии, включая специальные схемы сверхпроводимости, используемые крупнейшими корпорациями.«Мы счастливы развивать новые возможности, которые поворачивают квантовые системы из новинок в полезные технологии.
Квантовое будущее выглядит лучше все время», сказал профессор Биркук.