С помощью новых методов создания «исключительных точек» в квантовых информационных системах исследователи минимизировали переходы, в результате которых они теряют информацию в окружающую среду.
Недавно исследователи начали использовать эффекты квантовой механики для обработки информации некоторыми увлекательными новыми способами. Одна из основных проблем, с которой сталкиваются эти усилия, заключается в том, что системы могут легко потерять свою квантовую информацию, поскольку они взаимодействуют с частицами в окружающей их среде.
Чтобы понять это поведение, исследователи в прошлом использовали продвинутые модели, чтобы наблюдать, как системы могут спонтанно эволюционировать в разные состояния с течением времени, теряя при этом свою квантовую информацию. Благодаря новым исследованиям, опубликованным в EPJ D, M. Ребойро и его коллеги из Университета Ла-Платы в Аргентине обнаружили, как можно подготовить устойчивые начальные состояния в квантовых информационных системах, избегая любых нежелательных переходов за длительные периоды времени.
Выводы команды могут дать ценную информацию для быстро развивающейся области квантовых вычислений; потенциально позволяет выполнять более сложные операции с использованием новейших устройств. В их исследовании рассматривалась «гибридная» квантовая информационная система, основанная на специализированной петле из сверхпроводящего металла, которая взаимодействует с ансамблем несовершенств в атомной решетке алмаза.
В рамках этой системы исследователи стремились создать набор «исключительных точек».Когда они присутствуют, информационные состояния не распадаются обычным образом: вместо этого любые выигрыши и потери квантовой информации могут быть идеально сбалансированы между состояниями.
Принимая во внимание квантовые эффекты, Ребойро и его коллеги смоделировали, как на динамику совокупности несовершенств влияет окружающая среда.
На основе этих результатов они объединили информационные состояния, которые отображали большие вероятности перехода в течение длительных интервалов времени, что позволило им генерировать исключительные точки. Поскольку это значительно увеличивало вероятность выживания состояния, команда могла, наконец, подготовить начальные состояния, устойчивые к воздействию окружающей среды.
Их методы вскоре можно будет использовать для создания квантовых информационных систем, которые сохраняют информацию намного дольше, чем это было возможно раньше.