Analog kuantum simülasyonları içerisindeki belirsizliği ölçmeye yönelik bir yaklaşım, bilim insanlarının bu modelleri kullanarak tahminlerinde kesinliği sağlamalarına yardımcı olabilir.
Analog bir kuantum simülasyon içindeki bir kuantum sisteminin davranışı, daha kontrol edilebilir başka bir kuantum sistemi tarafından kopyalanabilir. Söz gelimi çok sayıda etkileşimli elektron spinine sahip bir sistemi simüle etmek için tuzaklanmış iyonların kullanılması bu duruma bir örnek. Mevzubahis yöntemin, geleneksel bir bilgisayarın sahip olamayacağı karmaşık fiziği -örneğin, bir kuantum çoklu cisim sisteminin gerçek zamanlı dinamiklerini- ortaya çıkarma yeteneğine sahip olduğu söylenebilir. Nikita Zemlevskiy ve Washington Üniversitesi InQubator for Quantum Simulation’dan meslektaşları, analog bir kuantum simülasyonundaki hataları analiz etmek için yeni bir yöntem geliştirdiler ve potansiyel olarak ölçümlerindeki hassasiyeti artırdılar.
Geliştirilen yeni teknik, ilgili kuantum sistemini analog kuantum simülatörüne çevirmek için kullanılan yaklaşımlardan kaynaklanan iki hata kaynağına odaklanıyor. Gerçek dünyadaki bir simülatörde bu hata kaynakları karmaşık bir şekilde iç içe geçmiş halde olup her bir hatanın ayrı ayrı azaltılmaya çalışılması, nihayetinde simülasyondaki genel belirsizliği artırabilir. Zemlevskiy ve meslektaşları bu zorluğa önce iki hata nedenini ayırarak ve ardından bunların etkileşimlerini yakından inceleyerek yaklaştı. Bu çalışma, araştırmacıların simülasyonun parametrelerine ince ayar yapmalarına olanak tanıyıp hassasiyeti artırırken genel belirsizliği azaltmış oldu.
Zemlevskiy ve meslektaşları, yöntemlerini göstermek için çeşitli spin sistemlerini taklit eden yüksek düzeyde uyarılmış atomlara dayanan analog bir kuantum simülasyon sistemini teorik olarak incelediler. Bu sistemler yüksek enerji ve yoğun madde fiziğine uygun şekilde çalışabilmekte. Araştırmacılar, iki yaklaşım-hatası kaynağından gelen bileşik belirsizliği azaltan parametreleri tanımlamayı başardılar. İddialarına göre bu simülasyonların kullanılabilirliğinin nasıl geliştirilebileceğini anlamak için -simülatörün içsel kusurlarından kaynaklananlar gibi- diğer hata türlerinin de araştırılması gerekiyor.
Kuantum mekaniğinin uzayzaman simülasyonları için kullanılması ile ilişkili bir başka yazımıza da bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.
Haberin kaynağı: physics.aps.org/articles/v17/s51
Derleyen: Erdem Gözay
