Kvantneuralnätverk kan kringgå osäkerhetsprincipen

Forskare har matematiskt visat att ett kvantneuralnätverk kan hjälpa till att mäta svåråtkomliga egenskaper hos kvantobjekt och potentiellt lura Heisenbergs osäkerhetsprincip. Genom att injicera slump i nätverket kan forskare bestämma flera oförenliga egenskaper mer exakt. Detta tillvägagångssätt kan påskynda tillämpningar inom kvantdatorer och kemi.

Heisenbergs osäkerhetsprincip begränsar hur exakt vissa kvantegenskaper, som position och rörelsemängd, kan mätas samtidigt. För kvantobjekt som molekyler eller qubits i kvantdatorer gör detta förutsägelser och bedömningar utmanande, eftersom mätningar kan störa varandra. Duanlu Zhou vid Chinese Academy of Sciences och hans kollegor har matematiskt bevisat att ett kvantneuralnätverk (QNN) kan övervinna dessa problem. Traditionella operationer på qubits är ofta oförenliga på grund av osäkerhetsprincipen, liknande att utföra motstridiga beräkningar på ett tal. Ett QNN med slumpmässigt valda steg från en uppsättning kan dock lösa denna oförenlighet. Tidigare arbete visade att slump hjälper QNN att mäta enskilda egenskaper effektivt. Zhous team utvidgade detta till flera egenskaper, inklusive de som begränsas av osäkerhetsprincipen. Genom att tillämpa konsekutiva slumpmässiga operationer och reda ut resultaten med statistiska metoder ger tillvägagångssättet mer exakta resultat än upprepade enskilda operationer. Detta är särskilt användbart för kvantdatorer, där förståelse av qubit-egenskaper är essentiell för att benchmarka enheter eller emulera molekyler och material. Robert Huang vid California Institute of Technology noterar att effektiv mätning av många oförenliga egenskaper skulle låta forskare lära sig om kvantsystem mycket snabbare, vilket underlättar tillämpningar inom kemi och materialvetenskap samt skalning av kvantdatorer. Metoden verkar plausibel för praktisk implementering, även om dess framgång kan bero på att överträffa andra slumpbaserade kvantmätningstekniker. Resultaten publiceras i Physical Review B (DOI: 10.1103/qz9c-m3z4).

Relaterade artiklar

A new analysis indicates that two key quantum computing algorithms for chemistry problems have limited practical use, even with advancing hardware. Researchers suggest that calculating molecular energy levels may not justify the technology's investment as hoped. This challenges the view of quantum chemistry as a major application for quantum computers.

Rapporterad av AI

Researchers have developed a mathematical approach showing quantum computers could efficiently process large datasets for AI tasks. By loading data in batches like streaming, the method avoids massive memory needs. A machine with just 60 logical qubits could outperform classical systems by decade's end.

Researchers have used two quantum computers and two supercomputers to simulate a molecule with 12,635 atoms, breaking the previous record. The hybrid approach targeted protein-ligand complexes relevant to drug discovery. The achievement marks progress toward practical quantum simulations despite current hardware limitations.

Rapporterad av AI

Researchers at Los Alamos National Laboratory have developed a method to effectively reverse time in quantum systems, enabling energy harvesting for potential use in quantum batteries. The technique counteracts the effects of measurements on qubits, making systems appear to run backwards. This could turn measurements into a thermodynamic resource.

Denna webbplats använder cookies

Vi använder cookies för analys för att förbättra vår webbplats. Läs vår integritetspolicy för mer information.
Avböj