- 20,952
- 46
- 8 Ноя 2022
Как два запутанных луча могут заменить армию суперкомпьютеров.
Учёные впервые продемонстрировали подтверждённое квантовое превосходство в фотонной системе. Международная команда под руководством специалистов Технического университета Дании (DTU) вместе с коллегами из США, Канады и Южной Кореи показала, что запутанный свет способен резко сократить число измерений, необходимых для изучения шумовых характеристик квантового устройства.
В классической физике при исследовании любого прибора приходится многократно повторять измерения, чтобы построить так называемый шумовой профиль. В квантовой области задача ещё сложнее: шум встроен в сам процесс наблюдения, и количество экспериментов растёт экспоненциально с увеличением числа элементов системы. Авторы работы поставили прямой вопрос — может ли запутанность уменьшить число измерений, нужных для изучения? Результат оказался положительным и впечатляющим. Исследователи зафиксировали поведение своей установки за 15 минут, тогда как классический метод потребовал бы на это десятки миллионов лет вычислений.
Опыт проводился в лаборатории DTU Physics с использованием стандартных оптических компонентов, работающих на телекоммуникационных длинах волн. Даже с обычными потерями сигналов система показала стабильное преимущество. Это означает, что выигрыш обеспечен именно методом измерений, а не использованием идеального оборудования.
Схема включала оптический канал, в котором несколько световых импульсов имели одинаковый шумовой фон. Два луча сжимали до состояния квантовой запутанности: один использовался для зондирования системы, другой служил эталоном. Совместное измерение этих лучей в одном акте позволяло подавить значительную часть шума и извлечь гораздо больше информации, чем традиционные методы.
Эксперимент подтвердил теоретические расчёты, опубликованные группой ещё в 2024 году в статье «Entanglement-Enabled Advantage for Learning a Bosonic Random Displacement Channel». Тогда было показано математически, что запутанный свет способен дать принципиальное преимущество. Теперь эта идея получила экспериментальное подтверждение.
Учёные подчёркивают, что пока их система не была применена к конкретному практическому устройству. Тем не менее, продемонстрированный эффект считается долгожданной вехой для всей квантовой физики. Он подтверждает, что существуют задачи, где квантовые методы измерений принципиально недостижимы для классических вычислительных систем. По словам участников проекта, ценность результата не только в потенциале для сенсоров или машинного обучения, но и в том, что впервые получен ясный пример: квантовая система способна сделать то, что никакая классическая никогда не сможет.
Учёные впервые продемонстрировали подтверждённое квантовое превосходство в фотонной системе. Международная команда под руководством специалистов Технического университета Дании (DTU) вместе с коллегами из США, Канады и Южной Кореи показала, что запутанный свет способен резко сократить число измерений, необходимых для изучения шумовых характеристик квантового устройства.
В классической физике при исследовании любого прибора приходится многократно повторять измерения, чтобы построить так называемый шумовой профиль. В квантовой области задача ещё сложнее: шум встроен в сам процесс наблюдения, и количество экспериментов растёт экспоненциально с увеличением числа элементов системы. Авторы работы поставили прямой вопрос — может ли запутанность уменьшить число измерений, нужных для изучения? Результат оказался положительным и впечатляющим. Исследователи зафиксировали поведение своей установки за 15 минут, тогда как классический метод потребовал бы на это десятки миллионов лет вычислений.
Опыт проводился в лаборатории DTU Physics с использованием стандартных оптических компонентов, работающих на телекоммуникационных длинах волн. Даже с обычными потерями сигналов система показала стабильное преимущество. Это означает, что выигрыш обеспечен именно методом измерений, а не использованием идеального оборудования.
Схема включала оптический канал, в котором несколько световых импульсов имели одинаковый шумовой фон. Два луча сжимали до состояния квантовой запутанности: один использовался для зондирования системы, другой служил эталоном. Совместное измерение этих лучей в одном акте позволяло подавить значительную часть шума и извлечь гораздо больше информации, чем традиционные методы.
Эксперимент подтвердил теоретические расчёты, опубликованные группой ещё в 2024 году в статье «Entanglement-Enabled Advantage for Learning a Bosonic Random Displacement Channel». Тогда было показано математически, что запутанный свет способен дать принципиальное преимущество. Теперь эта идея получила экспериментальное подтверждение.
Учёные подчёркивают, что пока их система не была применена к конкретному практическому устройству. Тем не менее, продемонстрированный эффект считается долгожданной вехой для всей квантовой физики. Он подтверждает, что существуют задачи, где квантовые методы измерений принципиально недостижимы для классических вычислительных систем. По словам участников проекта, ценность результата не только в потенциале для сенсоров или машинного обучения, но и в том, что впервые получен ясный пример: квантовая система способна сделать то, что никакая классическая никогда не сможет.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
