Ученые нашли способ быстрее получать точные данные в квантовых экспериментах
Квантовые эксперименты приходится многократно повторять, поскольку каждое измерение меняет состояние исследуемых частиц. Физики предложили способ получать необходимую информацию с гораздо меньшим числом повторов — в одном из расчетов их количество удалось сократить примерно в 40 тыс. раз.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 13 октября /Новости науки/. Российские и зарубежные физики разработали метод, который позволяет получать точные данные о квантовой системе при значительно меньшем числе повторных экспериментов. В рассмотренном учеными примере их количество удалось сократить примерно в 40 тысяч раз без потери полезной информации. Об этом сообщается в пресс-релизе Института автоматики и электрометрии СО РАН.
Такие измерения нужны, когда необходимо очень точно определить какую-либо физическую величину — например, слабое магнитное поле, ускорение или поворот. На этом принципе работают квантовые магнитометры и некоторые навигационные приборы.
Главная сложность заключается в том, что состояние квантовой частицы после взаимодействия с измерительным прибором меняется. Поэтому для следующего измерения систему приходится готовить заново и многократно повторять один и тот же эксперимент. Чем больше таких повторов, тем больше времени занимает работа и тем сильнее на результат могут влиять шумы и погрешности оборудования.
Сократить количество повторов можно, если отбирать только те результаты, которые несут больше всего полезной информации. Такой подход уже используется в квантовой физике, однако раньше при отборе вместе с ненужными данными терялась и часть необходимой информации.
Ученые нашли способ избежать этих потерь. Они определили условия, при которых отбор наиболее информативных результатов позволяет сохранить необходимую точность.
Таким образом, для получения сопоставимого объема информации эксперимент можно повторять значительно меньшее число раз. Это не только экономит время, но и уменьшает влияние аппаратных шумов и погрешностей, возникающих при подготовке квантовой системы.
Такие измерения нужны, когда необходимо очень точно определить какую-либо физическую величину — например, слабое магнитное поле, ускорение или поворот. На этом принципе работают квантовые магнитометры и некоторые навигационные приборы.
Главная сложность заключается в том, что состояние квантовой частицы после взаимодействия с измерительным прибором меняется. Поэтому для следующего измерения систему приходится готовить заново и многократно повторять один и тот же эксперимент. Чем больше таких повторов, тем больше времени занимает работа и тем сильнее на результат могут влиять шумы и погрешности оборудования.
Сократить количество повторов можно, если отбирать только те результаты, которые несут больше всего полезной информации. Такой подход уже используется в квантовой физике, однако раньше при отборе вместе с ненужными данными терялась и часть необходимой информации.
Ученые нашли способ избежать этих потерь. Они определили условия, при которых отбор наиболее информативных результатов позволяет сохранить необходимую точность.
Таким образом, для получения сопоставимого объема информации эксперимент можно повторять значительно меньшее число раз. Это не только экономит время, но и уменьшает влияние аппаратных шумов и погрешностей, возникающих при подготовке квантовой системы.
