Korak ka bržim kvantnim računarima — fizičari iz Beča i Beograda razvili efikasniji metod za proveru kvantne spletenosti

Kvantna spletenost omogućava simultano generisanim česticama da dele isto kvantno stanje čak i ako su fizički udaljene. Odnosno, ako se jedna spletena čestica nalazi pod spoljnim uticajem u isto vreme se pod tim uticajem menja stanje i drugih spletenih čestica, bez obzira koliko su udaljene jedna od druge. Ovaj fenomen jedan je od glavnih uslova za postojanje kvantnih računara — računara koji daleko brže rešavaju probleme nego današnji najnapredniji računari, piše Phys.org.

Isti izvor navodi kako su naučnici iz Beča (Univerzitet u Beču i Austrijska akademija nauka) i Beograda (Fizički fakultet u Beogradu, Centar za kvantnu i teorijsku fiziku) razvili novi metod za otkrivanje kvantne spletenosti čak i u velikim kvantnim sistemima, što ih čini bližim implementaciji kvantnih proračuna. Za razliku od dosadašnjih efikasnih metoda koje su primenjivane na sisteme od tek nekoliko kjubita (osnovne kvantne jedinice koje mogu da predstavljaju nulu ili jedinicu, ali i superpoziciju ta dva stanja), novi metod omogućava brže dokazivanje kvantne spletenosti u sistemima većih razmera.

Iza ove novine stoji grupa naučnika koji se bave teorijskom i eksperimentalnom fizikom, a koja je vođena od strane dr Filipa Valetra i dr Borivoja Dakića, gostujućeg predavača i nekadašnjeg člana Centra za kvantnu i teorijsku fiziku, a sada profesora na Fizičkom fakultetu u Beču. Teorijsku ideju naši naučnici su plasirali eksperimentatorima u Beču, a o čemu se konkretno radi objašnjava Aleksandra Dimić, eksterna saradnica profesora Dakića i istraživačica saradnik Fizičkog fakulteta u Beogradu:

Radi se o novoj probabilističkoj metodi verifikacije kvantne spletenosti. Naime, metod koji smo razvili bi mogli da poistovetimo sa metodom prepoznavanja otiska prsta osobe. Ono što naš metod radi jeste da prepoznaje pravi „otisak prsta” spletenog kvantnog stanja koje želimo da detektujemo, odnosno na odgovarajući način bira merenja kojim ćemo tretirati posmatrani kvantni sistem. Prednost metoda je što se verifikacija radi brzo i efikasno — sa malim brojem kopija kvantnog sistema, što je jako važno za praktične primene.

Konkretno, da bi testirali svoj novi metod, eksperimentalno su proizveli kvantni sistem sastavljen od šest spletenih fotona. Rezultati koje su dobili pokazali su da je samo nekoliko eksperimenata dovoljno da se potvrdi prisustvo spletenosti sa izuzetno visokim stepenom pouzdanosti — do 99,99 odsto. Glavna praktična primena ovoga je u kvantnom računarstvu, kaže Aleksandra.

Kad radite sa velikim kvantnim sistemima (nekoliko desetina kvantnih bitova) važno je da efikasno proverite da li je vaš sistem kvantno korelisan — spleten, na odgovarajući način. Ako je to slučaj onda se istovetna priprema posmatranog kvantnog sistema može koristiti kao resurs za kvantno računanje.

Naravno, ovo je tek jedan korak ka implementaciji kvantnih računara koji ima i druge izazove.