ТАСС, 27 июня. Российские физики разработали и успешно проверили на практике более точную методику анализа данных для квантовой томографии - методики получения информации о состоянии вычислительных блоков внутри квантовых компьютеров, а также других квантовых объектов. Об этом сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Мы показали, что ограниченного набора данных квантовой томографии и простого численного метода на основе линейной инверсии вполне достаточно, чтобы оценить то, насколько реально приготавливаемое состояние отличается от целевого. Так можно оценивать не только квантовые состояния, но и качество работы квантовых вентилей, элементарных логических преобразователей квантового компьютера", - пояснил директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС (Москва) Алексей Федоров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Уточняется, квантовая томография представляет собой сложную многоэтапную процедуру, в рамках которой ученые определяют состояние всех элементов изучаемой ими квантовой системы. Квантовая томография критически важна при разработке квантовых компьютеров и при изучении квантовых свойств и процессов, протекающих в различных молекулах и физических системах, однако ее становится проводить все сложнее при увеличении числа объектов в системе.
Подобные соображения заставляют ученых разрабатывать подходы, которые позволяют определять состояние квантовой системы, а также находить неожиданные отклонения в ее поведении, с минимальными затратами времени и усилий, необходимых для проведения физических экспериментов. В частности, российским физикам удалось создать математический подход, который позволяет достаточно точно и при этом быстро оценить разницу между фактическим и желаемым квантовыми состояниями.
"В квантовой томографии есть доверительные интервалы - диапазоны значений, с достаточно высокой вероятностью содержащие истинное среднее значение некоторой наблюдаемой величины для восстанавливаемого квантового состояния. Проблема в том, что существующие способы получения таких интервалов, являются либо слишком затратными с точки зрения требуемых вычислительных ресурсов, как например, методы Монте-Карло, либо дают строгие, но слишком пессимистические оценки, как например, метод доверительных политопов", - пояснил ведущий эксперт НИТУ МИСИС (Москва) Евгений Киктенко, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанный подход был проверен в работе как при помощи симуляций, так во время расчетов на "облачном" квантовом компьютере компании IBM. В целом новый метод оказался сопоставим с методом Монте-Карло по качеству получаемых оценок для двух разных общепринятых подходов проведения квантово-томографических замеров, однако при этом он требует значительно меньше времени и ресурсов. Ученые надеются, что это позволит физикам более полно и точно характеризовать разрабатываемые квантовые компьютеры и сложные квантовые системы.