El enredo cuántico es una característica clave de una computadora cuántica. Sin embargo, ¿cómo podemos verificar que una computadora cuántica realmente incorpore un enredo a gran escala? El uso de métodos convencionales es difícil ya que requieren una gran cantidad de mediciones repetidas. Aleksandra Dimić de laLa Universidad de Belgrado y Borivoje Dakić, de la Academia de Ciencias de Austria y la Universidad de Viena, han desarrollado un método novedoso en el que, en muchos casos, incluso una sola prueba experimental es suficiente para demostrar la presencia de enredos. Sus sorprendentes resultados se publicarán en el acceso abierto en líneajournal npj Información cuántica del grupo Nature Publishing.
El objetivo final de la ciencia de la información cuántica es desarrollar una computadora cuántica, un dispositivo controlable que haga uso de los estados cuánticos de las partículas subatómicas para almacenar información. Al igual que con todas las tecnologías cuánticas, la computación cuántica se basa en una característica peculiarde mecánica cuántica, entrelazamiento cuántico. Las unidades básicas de información cuántica, los qubits, deben correlacionarse de esta manera particular para que la computadora cuántica alcance su máximo potencial.
Uno de los principales desafíos es asegurarse de que una computadora cuántica completamente funcional funcione como se esperaba. En particular, los científicos deben demostrar que la gran cantidad de qubits están enredados de manera confiable. Los métodos convencionales requieren una gran cantidad de mediciones repetidas en elqubits para una verificación confiable. Cuanto más a menudo se repita una ejecución de medición, más seguro se puede estar sobre la presencia de enredos. Por lo tanto, si se quiere comparar el enredo en sistemas cuánticos grandes, requerirá muchos recursos y tiempo, lo cual es prácticamentedifícil o simplemente imposible. La pregunta principal surge: ¿podemos probar el enredo con solo un bajo número de ensayos de medición?
Ahora los investigadores de la Universidad de Belgrado, la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria han desarrollado un método de verificación novedoso que requiere significativamente menos recursos y, en muchos casos, incluso una sola ejecución de medición para probar el enredo a gran escala conuna gran confianza. Para Aleksandra Dimić de la Universidad de Belgrado, la mejor manera de entender este fenómeno es usar la siguiente analogía: "Consideremos una máquina que arroja simultáneamente, digamos, diez monedas. Fabricamos la máquina de tal manera que deberíaproducir monedas correlacionadas. Ahora queremos validar si la máquina produce el resultado esperado. Imagine un solo ensayo que revela todas las monedas que caen en la cola. Esta es una clara firma de correlaciones, ya que diez monedas independientes tienen 0.01% de probabilidad de aterrizar en el mismo ladosimultáneamente. De tal evento, certificamos la presencia de correlaciones con más del 99.9% de confianza. Esta situación es muy similar a la correlación cuánticans capturados por enredos ". Borivoje Dakić dice:" A diferencia de las monedas clásicas, los qubits se pueden medir de muchas, muchas maneras diferentes."El resultado de la medición sigue siendo una secuencia de ceros y unos, pero su estructura depende en gran medida de cómo elijamos medir qubits individuales", continúa. "Nos dimos cuenta de que, si elegimos estas mediciones de una manera peculiar, el enredo dejará huellas digitales únicas.en el patrón medido ", concluye.
El método desarrollado promete una reducción dramática en el tiempo y los recursos necesarios para un punto de referencia confiable de futuros dispositivos cuánticos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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