Ologramma che codifica un quvigint (a sinistra), come quello fotografato durante l'esperimento (a destra). Credito:Markus Rambach
I ricercatori hanno scoperto l'oro quantistico e hanno creato una nuova parola arruolando l'apprendimento automatico per navigare in modo efficiente in una mappa del tesoro quantistica a 20 dimensioni.
Il fisico Dr. Markus Rambach dell'ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS) presso l'Università del Queensland ha affermato che il team è stato in grado di trovare stati quantistici sconosciuti in modo più rapido e accurato, utilizzando una tecnica chiamata tomografia autoguidata.
Il team ha anche introdotto il 'quvigint', che è come un qubit (la versione quantistica di un bit classico che assume i valori "0" o "1") tranne che non ne assume due, ma 20 possibili valori.
Il dottor Rambach ha affermato che gli stati quantistici ad alta dimensione come i quvigint sono ideali per archiviare e inviare grandi quantità di informazioni in modo sicuro.
Però, trovare stati sconosciuti diventa sempre più difficile nelle dimensioni superiori, perché lo stesso ridimensionamento che conferisce ai dispositivi quantistici la loro potenza limita anche la nostra capacità di descriverli.
Ha detto che questo problema era simile alla navigazione in una mappa del tesoro quantistica ad alta dimensione.
"Sappiamo dove siamo, e che c'è un tesoro, ma non sappiamo da che parte andare per arrivarci, " disse il dottor Rambach.
"Utilizzando la tomografia standard, questo problema verrebbe risolto determinando prima in quali direzioni devi guardare per assicurarti di coprire l'intera mappa, quindi raccogliendo e archiviando tutti i dati rilevanti, e infine elaborare i dati per trovare il tesoro.
Navigando in una mappa del tesoro quantistica ad alta dimensione, partendo dal punto verde e terminando con il punto rosso (il tesoro!). Credito:American Physical Society
"Anziché, utilizzando la tomografia autoguidata, scegliamo due direzioni a caso, provali entrambi, scegli quello che ci avvicina al tesoro in base agli indizi dell'algoritmo di apprendimento automatico, e poi ripeti questo finché non lo raggiungiamo.
"Questa tecnica consente di risparmiare un'enorme quantità di tempo ed energia, il che significa che possiamo trovare il tesoro, il quvigint sconosciuto, molto più rapidamente e facilmente."
Per illustrare la tecnica, il team ha simulato un quvigint che viaggia attraverso l'atmosfera, come farebbe quando viene utilizzato per inviare informazioni quantistiche tra due punti sulla Terra oa un satellite.
Mentre il quvigint viaggia, è modificato dalla turbolenza atmosferica.
La tomografia standard è molto sensibile a questo tipo di rumore, ma utilizzando la tomografia autoguidata il team è stato in grado di ricostruire il quvigint originale con elevata precisione.
Dott. Jacq Romero, anche a EQUIS e UQ, ha detto che la tomografia autoguidata era diversa da altri metodi per trovare stati quantistici sconosciuti.
"La tomografia autoguidata è efficiente, accurato, robusto al rumore e facilmente scalabile a dimensioni elevate, come quvigins, " disse il dottor Romero.
"La tomografia autoguidata è un metodo di tomografia robusto che è agnostico rispetto al sistema fisico, quindi può essere applicato anche ad altri sistemi come atomi o ioni".
Lo studio è pubblicato su Lettere di revisione fisica .
