חוקרים פיתחו שיטה פורצת דרך המשפרת את היציבות והביצועים של מערכות קוונטיות, תוך התייחסות לבעיות כמו דה-קוהרנטיות ושגיאות בקרה. שיטה זו, המנצלת את הקורלציה ההולכת בין שני מקורות רעש, מובילה לעלייה של פי עשרה בזמן הקוהרנטיות, שיפור נאמנות השליטה ורגישות מעולה בחישה קוונטית.
שיטה קוונטית חדשה מגבירה באופן משמעותי את הקוהרנטיות של המערכת ואת יכולות החישה, ומשפרת יישומים פוטנציאליים בתעשיות המבוססות על דיוק.
שיטה חדשה לשיפור משמעותי בביצועי הטכנולוגיה הקוונטית משתמשת בקורלציה צולבת של שני מקורות רעש כדי להאריך את זמן הקוהרנטיות, לשפר את נאמנות השליטה ולהגביר את הרגישות לחישה בתדר גבוה. אסטרטגיה חדשנית זו נותנת מענה לאתגרים מרכזיים במערכות קוונטיות, מציעה עלייה של פי עשרה ביציבות וסוללת את הדרך להתקנים קוונטיים אמינים ורב-תכליתיים יותר.
פריצת דרך בטכנולוגיה קוונטית
חוקרים עשו פריצת דרך משמעותית בטכנולוגיה הקוונטית על ידי פיתוח שיטה חדשה המשפרת באופן דרמטי את היציבות והביצועים של מערכות קוונטיות. עבודה חלוצית זו עוסקת באתגרים ארוכי השנים של דה-קוהרנטיות ובקרה לא מושלמת, וסוללת את הדרך להתקנים קוונטיים אמינים ורגישים יותר.
טכנולוגיות קוונטיות, כולל מחשבים קוונטיים וחיישנים, טומנות בחובן פוטנציאל עצום לחולל מהפכה בתחומים שונים כמו מחשוב, קריפטוגרפיה והדמיה רפואית. עם זאת, התפתחותם נבלמה על ידי ההשפעות המזיקות של רעש, שעלולות לשבש מצבים קוונטיים ולהוביל לטעויות.
כדור בלוך של קיוביט נתון לרעש בקורלציה צולבת (כחול ואדום). השיטה מפריעה לרעש זה בצורה הרסנית, וכתוצאה מכך ביצועים מעולים. קרדיט: המחברים
התגברות על רעש במערכות קוונטיות
גישות מסורתיות רבות להפחתת רעש במערכות קוונטיות מתמקדות בעיקר בקורלציה אוטומטית זמנית, הבוחנת כיצד רעש מתנהג לאורך זמן. אמנם יעילות במידה מסוימת, אך שיטות אלו נופלות כאשר קיימים סוגים אחרים של מתאמי רעש.
המחקר נערך על ידי מומחים בפיזיקה קוונטית, דוקטורט. סטודנט אלון סלהוב בהדרכת פרופ' אלכס רצקר מהאוניברסיטה העברית, PhD. סטודנט צ'ינגיון קאו בהדרכת פרופ' פדור ג'לזקו וד"ר ג'נקו ג'נוב מאוניברסיטת Ulm ופרופ' Jianming Cai מאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה. הם הציגו אסטרטגיה חדשנית הממנפת את הקורלציה ההולכת בין שני מקורות רעש. על ידי ניצול ההפרעות ההרסניות של רעש בקורלציה צולבת, הצוות הצליח להאריך באופן משמעותי את זמן הקוהרנטיות של מצבי קוואנטים, לשפר את נאמנות השליטה ולשפר את הרגישות לחישה קוונטית בתדר גבוה.
ייצוג סכמטי של הפרעות הרסניות של רעש בקורלציה צולבת, רצפי בקרה והגדרות ניסוי.
תיאור מפורט (מהעיתון):
(א) הקיוביט נתון לרעש סביבתי δ
ההישגים העיקריים של אסטרטגיה חדשה זו כוללים:
עלייה פי עשרה בזמן הקוהרנטיות: משך הזמן שבו המידע הקוונטי נשאר שלם מתארך פי עשרה בהשוואה לשיטות קודמות.
נאמנות שליטה משופרת: דיוק משופר במניפולציה של מערכות קוונטיות מוביל לפעולות מדויקות ואמינות יותר.
רגישות מעולה: היכולת לזהות אותות בתדר גבוה עולה על המצב הקיים כיום, ומאפשרת יישומים חדשים בחישה קוונטית.
אלון סלהוב, אמר, "הגישה החדשנית שלנו מרחיבה את ארגז הכלים שלנו להגנה על מערכות קוונטיות מפני רעש. על ידי התמקדות במשחק הגומלין בין מקורות רעש מרובים, פתחנו רמות חסרות תקדים של ביצועים, ומקרבים אותנו ליישום מעשי של טכנולוגיות קוונטיות."
התקדמות זו לא רק מסמנת קפיצת מדרגה משמעותית בתחום המחקר הקוונטי אלא גם טומנת בחובה הבטחה למגוון רחב של יישומים. תעשיות המסתמכות על מדידות רגישות ביותר, כמו שירותי בריאות, עשויות להפיק תועלת עצומה מהשיפורים הללו.
