Los científicos de la Universidad de Sydney han adaptado técnicas de vehículos autónomos y robótica para evaluar de manera eficiente el rendimiento de los dispositivos cuánticos, un proceso importante para ayudar a estabilizar las tecnologías emergentes.
Se ha demostrado experimentalmente que el enfoque innovador supera a la caracterización simplista de estos entornos en un factor de tres, con un resultado mucho mayor para entornos simulados más complejos.
"Usando este enfoque, podemos mapear el 'ruido' que causa variaciones de rendimiento en dispositivos cuánticos al menos tres veces más rápido que un enfoque de fuerza bruta", dijo el autor principal Riddhi Gupta, estudiante de doctorado en la Facultad de Física ".Evaluar rápidamente el entorno de ruido puede ayudarnos a mejorar la estabilidad general de los dispositivos cuánticos ".
La investigación ha sido publicada en la revista Nature Partner Información cuántica .
La computación cuántica aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, pero promete revolucionar la tecnología resolviendo problemas más allá del alcance de la computación clásica.
Una de las barreras para desarrollar estos sistemas a escala práctica es superar las imperfecciones del hardware. Las unidades básicas de la tecnología cuántica bits cuánticos o qubits son muy sensibles a las perturbaciones de sus entornos, como el 'ruido' electromagnético.y exhiben variaciones de rendimiento que reducen su utilidad.
La Sra. Gupta, también parte del Centro de Excelencia ARC para Sistemas Cuánticos de Ingeniería, ha tomado técnicas de la estimación clásica utilizada en robótica y las ha adaptado para mejorar el rendimiento del hardware. Esto se logra a través de la automatización eficiente de procesos que mapean tanto el entorno dey variaciones de rendimiento en grandes dispositivos cuánticos.
"Nuestra idea era adaptar los algoritmos utilizados en la robótica que mapean el entorno y colocan un objeto en relación con otros objetos en su terreno estimado", dijo. "Utilizamos efectivamente algunos qubits en el dispositivo como sensores para ayudar a comprender el terreno clásicoen el que otros qubits están procesando información "
En robótica, las máquinas se basan en algoritmos de localización y mapeo simultáneos, o SLAM, por sus siglas en inglés. Dispositivos como las aspiradoras robóticas mapean continuamente sus entornos y luego estiman su ubicación dentro de ese entorno para poder moverse.
La dificultad para adaptar los algoritmos SLAM a los sistemas cuánticos es que si mides o caracterizas el rendimiento de un solo qubit, destruyes su información cuántica.
Lo que la Sra. Gupta ha hecho es desarrollar un algoritmo adaptativo que mide el rendimiento de un qubit y usa esa información para estimar las capacidades de los qubits cercanos.
"Hemos llamado a esto 'Mapeo de ruido para arquitecturas cuánticas'. En lugar de estimar el entorno clásico para cada qubit, podemos automatizar el proceso, reduciendo el número de mediciones y qubits requeridos, lo que acelera todo el proceso", Dijo la Sra. Gupta.
El Dr. Cornelius Hempel, cuyo equipo experimental proporcionó a la Sra. Gupta datos de experimentos en una cadena unidimensional de iones atrapados, dijo que estaba complacido de ver una mejora triple incluso en el mapeo de un sistema cuántico tan pequeño.
"Sin embargo, cuando Riddhi modeló este proceso en un sistema más grande y complejo, la mejora en la velocidad fue de hasta veinte veces. Este es un gran resultado dado que el futuro del procesamiento cuántico se encuentra en dispositivos más grandes", dijo.
La supervisora de la Sra. Gupta es el profesor Michael J. Biercuk, fundador de la compañía de tecnología cuántica Q-CTRL y directora del Laboratorio de Control Cuántico de la Universidad de Sydney en el Centro de Nanociencia de Sydney.
Él dijo: "Este trabajo es una demostración emocionante de que el conocimiento de vanguardia en robótica puede moldear directamente el futuro de la computación cuántica. Este fue un primer paso para unificar conceptos de estos dos campos, y vemos un muyfuturo brillante para el desarrollo continuo de la ingeniería de control cuántico "
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Materiales proporcionado por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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