Viyana’daki Kuantum Optik ve Kuantum Bilgi Enstitüsü’ndeki (IQOQI) bilim insanları tarafından bir kübitin gelişimini başarılı bir şekilde tersine çevirmek için evrensel bir mekanizma geliştirildi. Physical Review Letters, herhangi bir hedef kübiti geçmişte belirli bir noktada bulunduğu duruma geri döndürebilen bir prosedürü tanımlamaktadır.
Bu protokolün geliştirilmesi, aynı ekip tarafından 2020 yılında yayımlanan ve kontrolsüz ortamlarda kullanılabilecek bir dizi zaman çevirme protokolünü tanımlayan önceki bir çalışmaya dayanmaktadır. Bu protokollerden bazıları umut vaat etse de, incelenen koşulların çoğunda başarı olasılıklarının çok düşük olduğuna karar verildi. Bu nedenle, araştırmacıların son çalışmasının amacı, daha yüksek başarı şansına sahip farklı bir protokol geliştirmekti.
Phys.org’a göre, Benjamin Dive, Miguel Navascués ve diğerleriyle birlikte çalışmayı yürüten araştırmacılardan biri olan David Trillo’ya göre, “yeni geliştirdiğimiz protokol bir kübitin üniter evrimini tersine çeviriyor”. Kuantum bilgisayarlarda kullanılan bitlerin kuantum eşdeğeri, iki seviyeli bir kuantum sistemi olan bir kubittir (veya kuantum bit).
Etraflarında fiziksel süreçler inşa ederken, herhangi bir kuantum sisteminin zaman içinde evrim geçirme eğilimini yönetmek veya en azından hesaba katmak gerekir(örneğin, bir kuantum bilgisayarı inşa ederken). Yöntemimiz aynı sistemi bir kübit olarak, ancak zamanda geriye doğru gelişseydi içinde bulunacağı durumda çıkarır.
Trillo ve meslektaşları tarafından geliştirilen protokol evrenseldir, yani doğasında var olan zaman evrimine veya protokolün kullanıldığı anda içinde bulunduğu duruma bakılmaksızın herhangi bir kübite uygulanabilir. Evrensel protokoller doğaları gereği olasılıksaldır, yani her zaman başarılı olamasalar da başarılı olma şansları vardır.
Ön değerlendirmelere göre, araştırmacıların evrensel kuantum geri sarma işlemi yüksek bir başarı olasılığına veya 1’e sahiptir. Protokolün temel işleminin bir parçası olarak bir hedef kubit, girişim yollarının süperpozisyonuna yerleştiriliyor ve daha sonra üzerinde bir dizi kuantum işlemi gerçekleştiriliyor.
Trillo, “Protokolümüz kontrolsüz sistemler ya da başka bir deyişle, üzerinde belirli dönüşümleri nasıl gerçekleştireceğimizi bilmediğimiz kübitler için çalışıyor. “Protokolün ilginç yeni özelliği, arıza yaptığında bunu düzeltebilmemiz ve sistemi istediğimiz yere geri getirebilmemiz. Bu düzeltmeleri adaptif olarak yaparak protokolün çalışma süresi pahasına başarı şansını istediğimiz seviyeye çıkarabiliriz.
Araştırmacılar, Trillo ve çalışma arkadaşları tarafından geliştirilen yeni evrensel protokolü kullanarak kontrolsüz bir ortamda herhangi bir kubiti başarılı bir şekilde geri sarmayı deneyebilirler. Kontrollü koşullarda bunu başarabilecek teknikler olmasına rağmen, kontrolsüz ortamlarda tek tek kübitleri önceki bir duruma yayabilmek yeni, faydalı araştırma fırsatları yaratabilir.
Trillo sözlerine şöyle devam etti: “İnsan kontrollü durumdan kontrolsüz duruma başka hangi olguları aktarabileceğimizi merak ediyor. “İdeal olarak, bu protokolü daha büyük boyutlardaki sistemlere uygulamak istiyoruz. Ancak bu oldukça zor görünüyor çünkü yeni çözümler gerekiyor. Ayrıca, orijinal makaledeki diğer protokollerin, özellikle de SWAP prosedürlerinin başarılı olma olasılığını arttırmaya çalışıyoruz.
Kaynak: phys.org/news
