Forskare från bland annat University of Bristol och University of Strathclyde har utvecklat en ny metod för att påskynda kvantmätningar genom att utnyttja en så kallad ”rum-tid-avvägning” (space-time trade-off). Genom att använda extra qubitar, kallade ancilla-qubitar, kan mätningar i kvantsystem genomföras snabbare utan att förlora precision. Denna metod har potential att förbättra prestandan hos kvantdatorer, särskilt inom områden som kvantfelkorrigering och realtidsberäkningar.
Vad innebär rum-tid-avvägning?
Inom kvantberäkning refererar ”rum-tid-avvägning” till en balans mellan de resurser som används (t.ex. antal qubitar) och den tid det tar att utföra en operation. I denna studie visade forskarna att genom att använda fler ancilla-qubitar kunde mätningstiden minskas proportionellt. I idealfallet, med perfekta entanglingsoperationer och utan decoherens (förlust av kvantinformation), ökar mätningens hastighet linjärt med antalet ancilla-qubitar .
Praktisk tillämpning och robusthet
Metoden testades genom numerisk modellering som inkluderade gatebrus och läsfel, vilket är vanliga utmaningar i kvantberäkningar. Resultaten visade att metoden är robust mot dessa imperfektioner och kan till och med leda till bättre än linjär förbättring i mätningens hastighet under vissa förhållanden. Eftersom metoden är hårdvaruagnostisk kan den tillämpas på olika kvantteknologiplattformar, vilket gör den särskilt användbar för att accelerera mätningar mitt i kvantberäkningar, en kritisk komponent för effektiv kvantfelkorrigering .
Betydelse för framtidens kvantteknologi
Denna forskning representerar ett viktigt steg mot mer praktiska och effektiva kvantdatorer. Genom att möjliggöra snabbare mätningar utan att kompromissa med noggrannheten kan denna metod förbättra prestandan hos kvantdatorer i realtidsscenarier och komplexa beräkningar. Detta kan i sin tur påskynda utvecklingen och tillämpningen av kvantteknologi inom olika områden, från kryptografi till materialvetenskap.
Källor
- Corlett, C. R., Čepaitė, I., Daley, A. J., Gustiani, C., Pelegrí, G., Pritchard, J. D., Linden, N., & Skrzypczyk, P. (2025). Speeding Up Quantum Measurement Using Space-Time Trade-Off. Physical Review Letters, 134(8), 080801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.080801
- University of Bristol. (2025). Scientists discover pioneering technique to accelerate accurate quantum measurements. EurekAlert!. https://www.eurekalert.org/news-releases/1080892
Kategorier
- Artificiell intelligens: Eftersom metoden kan förbättra kvantdatorers prestanda, vilket är relevant för AI-beräkningar.
- Fysik: Studien handlar om grundläggande kvantfysik och mättekniker.
- Teknik: Metoden har praktiska tillämpningar inom kvantteknologi.
- Xtra: Kvantberäkning, Kvantmätning, Kvantfelkorrigering, Qubitar
