Undgåelse af miljøtab i kvanteinformationssystemer

Ny forskning offentliggjort i EPJ D. har afsløret, hvordan robuste indledende tilstande kan udarbejdes i kvanteinformationssystemer, minimere uønskede overgange, der fører til tab i kvanteinformation.

Gennem nye teknikker til at generere 'usædvanlige punkter' i kvanteinformationssystemer, forskere har minimeret de overgange, hvorigennem de mister information til deres omgivende miljøer.

For nylig, forskere er begyndt at udnytte virkningerne af kvantemekanik til at behandle information på nogle fascinerende nye måder. En af de største udfordringer ved denne indsats er, at systemer let kan miste deres kvanteinformation, når de interagerer med partikler i deres omgivende miljøer. For at forstå denne adfærd, tidligere har forskere brugt avancerede modeller til at observere, hvordan systemer spontant kan udvikle sig til forskellige tilstande over tid - mister deres kvanteinformation i processen. Gennem ny forskning offentliggjort i EPJ D, M. Reboiro og kolleger ved University of La Plata i Argentina har opdaget, hvordan robuste indledende tilstande kan forberedes i kvanteinformationssystemer, undgå uønskede overgange over lange tidsperioder.

Teamets fund kunne give værdifuld indsigt i det hurtigt fremskridt inden for kvanteberegning; muligvis muliggøre udførelse af mere komplekse operationer ved hjælp af de nyeste enheder. Deres undersøgelse betragtede et 'hybrid' kvanteinformationssystem baseret på en specialiseret sløjfe af superledende metal, som interagerede med et ensemble af ufuldkommenheder inden for atomgitteret af diamant. Inden for dette system, forskerne havde til formål at generere sæt af 'ekstraordinære punkter'. Når disse er til stede, informationsstater forfalder ikke på den sædvanlige måde:i stedet enhver gevinst og tab af kvanteinformation kan være perfekt afbalanceret mellem stater.

Ved at redegøre for kvanteeffekter, Reboiro og kolleger modellerede, hvordan dynamikken i ensemblerede ufuldkommenheder blev påvirket af deres omgivende omgivelser. Ud fra disse resultater, de kombinerede informationstilstande, der viste store overgangssandsynligheder over lange tidsintervaller - så de kunne generere usædvanlige punkter. Da dette øgede sandsynligheden for en stats overlevelse betydeligt, teamet kunne endelig forberede indledende tilstande, der var robuste over for virkningerne af deres miljøer. Deres teknikker kunne snart bruges til at opbygge kvanteinformationssystemer, som bevarer deres oplysninger i langt længere tid end tidligere var muligt.