Onderzoekers tackelen onvoorspelbaarheid van kwantumcomputers

Onderzoekers van Yale hebben de onvoorspelbaarheid van qubits getackeld. De zogeheten quantum jump, waarop de qubit verandert van onbepaald naar wat het uiteindelijk zal worden bij waarneming, is niet langer ogenblikkelijk en willekeurig.

Het team heeft ontdekt hoe je een kunstmatig atoom kunt vangen in het midden van een kwantumsprong en de uitkomst ervan verstoort, aldus The Next Web.

Normale computerbits zijn schakelaars die of 1 of 0 aangeven. Bij kwantumcomputers is er sprake van qubits, die gelijktijdig zowel 1 als nul kunnen aangeven totdat ze worden waargenomen. Dit wordt superposition genoemd, wat betekent dat ze tegelijkertijd, met gelijke waarschijnlijkheid, in meer dan één kwantumtoestand bestaan. Totdat de enkele waarneming ervoor zorgt dat ze ineenstorten. Het werkt een beetje als een draaiende munt die uiteindelijk op de kop of munt valt. Draaiende zijn de kansen 50/50.

Vroegtijdige kwantumsprong

Het moment waarop de qubit feitelijk verandert – wat het uiteindelijk zal worden wanneer het wordt waargenomen – werd tot nu toe als ogenblikkelijk en willekeurig geacht. Dit is de zogeheten kwantumsprong. De Yale-wetenschappers hebben nu succesvol een manier weten te achterhalen, die waarschuwt voor vroegtijdige kwantumsprongen. Bovendien slaagden ze er in de sprongen om te keren en ongewenste resultaten te stoppen.

“De experimentele resultaten tonen aan dat de evolutie van elke voltooide sprong continu, coherent en deterministisch is. We benutten deze functies, gebruikmakend van real-time monitoring en feedback, om kwantumsprongen halverwege de vlucht te vangen en om te keren. Iets wat hun voltooiing deterministisch verhindert”, aldus de onderzoekers in hun rapport.

Nieuwe basis

Het is de eerste keer dat wetenschappers zich hebben verdiept in de mechanica van een kwantumsprong. Niels Bohr beweerde een eeuw geleden dat dergelijke sprongen willekeurig en abrupt waren. Hij was een van de meest prominente natuurkundigen in de geschiedenis. Onderzoekers: “Onze bevindingen zouden een nieuwe basis moeten bieden voor de exploratie van real-time interventietechnieken bij de beheersing van kwantumsystemen, zoals de vroege detectie van foutsyndromen bij kwantumfoutcorrectie.”

 

Lees ook: D-Wave ontwikkelt kwantumprocessor met minder ruis