物理科技生物学-PHYICA

借鉴机器松田志穂人技术,科学家自动绘制量子系统的地图

物理学 2022-01-31 23:59:05

悉尼大学 悉尼大学悉尼纳米科学中心量子控制实验室用于研究的离子阱

学分:悉尼大学 悉尼大学的科学家采用了自动车辆和机器人技术来有效评估量子设备的性能,这是帮助稳定新兴技术的一个重要过程

实验表明,这种创新方法的性能比这些环境的简单特征高出三倍,对于更复杂的模拟环境,结果要高得多

“使用这种方法,我们可以绘制出导致量子设备性能变化的‘噪声’,其速度至少是强力方法的三倍,”首席作者、博士里德希·古普塔说

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物理学院的学生

“快速评估噪声环境可以帮助我们提高量子器件的整体稳定性

" 这项研究已经发表在《自然》杂志的合作期刊《量子信息》上

量子计算仍处于早期发展阶段,但有望通过解决经典计算范围之外的问题来实现技术革命

将这些系统发展到实际规模的障碍之一是克服硬件的缺陷

量子技术的基本单位——量子位——对来自环境的干扰高度敏感,例如电磁“噪声”,并且表现出降低其有用性的性能变化

古普塔女士也是ARC工程量子系统卓越中心的成员,她从机器人学中使用的经典估算技术中提取技术,并对其进行改造以提高硬件性能

这是通过映射大型量子设备的环境和性能变化的过程的高效自动化来实现的

“我们的想法是调整机器人学中使用的算法,绘制环境地图,并在估计的地形中相对于其他物体放置一个物体,”她说

“我们有效地将设备中的一些量子位用作传感器,以帮助理解其他量子位处理信息的经典领域

" 在机器人技术中,机器依赖于同步定位和映射算法

像机器人真空吸尘器这样的设备不断绘制它们的环境地图,然后估计它们在环境中的位置,以便移动

将SLAM算法应用于量子系统的困难在于,如果你测量或表征单个量子比特的性能,你就破坏了它的量子信息

古普塔女士所做的是开发一种自适应算法,测量一个量子位的性能,并利用该信息来估计附近量子位的能力

“我们称之为‘量子架构的噪声映射’

古普塔女士说:“我们不用估计每一个量子位的经典环境,而是能够自动化这一过程,减少所需的测量和量子位数量,从而加快整个过程。”

医生

科尼利厄斯·亨佩尔(Cornelius Hempel)的实验团队向古普塔女士提供了一维囚禁离子串的实验数据,他说,即使在如此小的量子系统的映射中,他也很高兴看到三倍的改进

“然而,当瑞迪在一个更大更复杂的系统中模拟这个过程时,速度提高了20倍

这是一个伟大的结果,因为量子处理的未来是在更大的设备中,”他说

古普塔女士的导师是迈克尔·J教授

比埃尔克,量子技术公司Q-CTRL的创始人,悉尼大学纳米科学中心量子控制实验室主任

他说:“这项工作是一个激动人心的演示,表明机器人技术的最新知识可以直接塑造量子计算的未来

这是统一这两个领域概念的第一步,我们看到了量子控制工程持续发展的光明前景

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