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    Verificar la salida de una computadora cuántica comparándola con la salida de otra computadora cuántica

    Un nuevo protocolo compara la cercanía de los estados cuánticos en la información enviada desde diferentes dispositivos. Crédito:Revistas APS

    Un equipo de investigadores de la Universidad de Innsbruck y la Academia de Ciencias de Austria ha desarrollado una forma de verificar la salida de una computadora cuántica comparándola con la salida de otra computadora cuántica. En su artículo publicado en la revista Cartas de revisión física , el grupo describe el desarrollo y la prueba de su enfoque eficiente para verificar dispositivos cuánticos.

    A medida que los científicos de la computación se acercan a la creación de una computadora cuántica realmente utilizable, se enfrentan a un nuevo problema:cómo verificar sus resultados. Verificar los resultados de pequeñas computadoras cuánticas con solo unos pocos qubits es sencillo:compare los resultados con la salida de una computadora tradicional. En un sistema con más qubits, sin embargo, este enfoque se vuelve inviable:requiere demasiada potencia informática tradicional. El objetivo de la computación cuántica, después de todo, es resolver problemas que actualmente no pueden ser resueltos por las computadoras tradicionales.

    Otra forma de verificar los resultados producidos por una computadora cuántica es compararlos con la salida de otra computadora cuántica. Desafortunadamente, esto no es tan simple como parece debido a la aleatoriedad intrínseca de la mecánica cuántica. Incluso las computadoras cuánticas idénticas no producirán resultados idénticos. Con computadoras cuánticas, son las probabilidades de los productos que producen, en lugar de las salidas, que son iguales.

    Los esfuerzos anteriores para comparar los resultados de dos computadoras cuánticas generalmente han involucrado la reconstrucción de sus estados cuánticos. Pero este enfoque se vuelve inviable a medida que los sistemas crecen:requiere 4 norte mediciones para estimar los estados de sistemas con n qubits. Otro enfoque implica el uso de un parámetro llamado fidelidad. Se define como un parámetro que describe la superposición entre la salida de dos computadoras cuánticas. En este nuevo esfuerzo, los investigadores propusieron una nueva forma de utilizar medidas de fidelidad para comparar la salida de dos computadoras cuánticas.

    El nuevo enfoque implica preparar primero un estado inicial para ambas computadoras. Próximo, se aplica una operación aleatoria a ambos estados iniciales, y luego se miden ambos dispositivos. La aleatoriedad de las operaciones realizadas en el sistema asegura que todos los estados sean tratados de manera justa, evitando la introducción de malos estados que puedan sesgar los resultados. Los investigadores probaron su enfoque en un simulador cuántico de iones atrapados de 10 qubit y descubrieron que daba una alta fidelidad inicial de 0,97. Tiempo extraordinario, la fidelidad disminuyó, Desafortunadamente, debido a complicaciones que involucran muchos estados corporales, retrocediendo a 0,7.

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