Новый метод позволяет квантовое моделирование на больших системах

Новый метод позволяет квантовое моделирование на больших системах

Повторное измерение случайно выбранных преобразований отдельных частиц позволяет получить информацию о степени запутанности системы.

С помощью случайно выбранных измерений австрийские физики теперь могут определить квантовую запутанность многочастичных систем. С помощью недавно разработанного метода квантовое моделирование может быть распространено на большее количество квантовых частиц. В области естественных наук физики из Инсбрука, Австрия, сообщают о первой успешной демонстрации этого метода.

С квантовыми явлениями экспериментально трудно иметь дело. Усилие резко увеличивается с размером системы. Ученые могут управлять небольшими квантовыми системами и исследовать квантовые свойства. Такое квантовое моделирование считаются перспективными ранними приложениями квантовых технологий, которые могут решить проблемы, когда моделирование на обычных компьютерах не удается. Однако квантовые системы, используемые в качестве квантовых симуляторов, нуждаются в дальнейшем развитии. Запутывание многих частиц все еще является феноменом, который трудно понять. «Чтобы управлять квантовым симулятором, состоящим из 10 или более частиц, в лаборатории, мы должны максимально точно охарактеризовать состояния системы», — объясняет Кристиан Роос из Института квантовой оптики и квантовой информации Академии наук Австрии.

До сих пор томография квантового состояния использовалась для характеристики квантовых состояний, с помощью которых система может быть полностью описана. Этот метод, однако, требует очень больших измерительных и вычислительных усилий и не подходит для систем с более чем полдюжиной частиц. Два года назад исследователи во главе с Кристианом Роосом вместе с коллегами из Германии и Великобритании представили эффективный метод характеристики сложных квантовых состояний. Однако этим методом можно описать только слабо запутанные состояния. Эта проблема теперь была обойдена с помощью нового метода, представленного в прошлом году теоретиками во главе с Питером Цоллером, который можно использовать для характеристики любого запутанного состояния. Вместе с физиками-экспериментаторами Райнером Блаттом и Кристианом Роосом и их командой,

Квантовое моделирование на больших системах

«Новый метод основан на повторном измерении случайно выбранных превращений отдельных частиц. Статистическая оценка результатов измерений затем предоставляет информацию о степени запутанности системы», — объясняет Андреас Эльбен из команды Питера Цоллера. Австрийские физики продемонстрировали процесс в квантовом симуляторе, состоящем из нескольких ионов, расположенных в ряд в вакуумной камере. Начиная с простого состояния, исследователи позволяют отдельным частицам взаимодействовать с помощью лазерных импульсов и таким образом генерировать запутывание в системе.

«Мы выполняем 500 локальных преобразований для каждого иона и повторяем измерения в общей сложности 150 раз, чтобы затем иметь возможность использовать статистические методы для определения информации о состоянии запутанности по результатам измерений», — объясняет доктор философии. студентка Tiff Brydges из Института квантовой оптики и квантовой информации.

В работе, опубликованной в журнале Science , физики из Инсбрука охарактеризовали динамическое развитие системы, состоящей из 10 ионов, а также подсистемы, состоящей из десяти ионов из 20-ионной цепи. «В лаборатории этот новый метод нам очень помогает, потому что он позволяет нам лучше понять наш квантовый симулятор и, например, более точно оценить чистоту запутывания» , — говорит Кристиан Роос, который предполагает, что новый Метод может быть успешно применен к квантовым системам с количеством частиц до нескольких десятков .

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
memes72428
2019-04-23 23:48:34
Магазин качественных статьей для вашего сайта от 20 рублей за статью. Регулярно публикуя стати на свой сайт вы увеличите его посещаемость. Увеличить посещаемость - http://shoptxt.ru/content.php Отписаться от рассылки - http://shoptxt.ru/dell.php?dell=MEANDERS.RU
alex29752
2019-04-24 13:16:23
Магазин качественных статьей для вашего сайта от 20 рублей за статью. Регулярно публикуя стати на свой сайт вы увеличите его посещаемость. Увеличить посещаемость - http://shoptxt.ru/content.php Отписаться от рассылки - http://shoptxt.ru/dell.php?dell=MEANDERS.RU