Обычные методы анализа требуют огромных ресурсов, а для масштабных исследований это непрактично.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Команда из Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе с коллегами из IBM Quantum, Гарварда и Беркли предложила новый способ —  «устойчивые поверхностные тени».

Метод помогает получать ключевую информацию о квантовых системах быстрее и точнее, даже если в них есть помехи.

Представьте: вы освещаете предмет с разных сторон, а потом по теням восстанавливаете его форму. Здесь то же самое, только вместо света — алгоритмы. Они не просто собирают данные, но и очищают их от шумов, делая «тени» четче.

Эксперименты на квантовом процессоре показали, что метод справляется лучше стандартных измерений. Он точнее предсказывает свойства квантовых состояний, например:

• надежность — как близко система к идеалу,
• запутанность — насколько частицы связаны между собой.

Этот метод — шаг к практическому квантовому машинному обучению. Сейчас для анализа квантовых состояний нужны либо идеальные условия (которых нет), либо гигантские вычислительные мощности. «Устойчивые тени» позволяют обойти оба ограничения: они работают в шуме и требуют меньше ресурсов.

Что это даст

• Быструю диагностику квантовых компьютеров — можно оперативно находить и исправлять ошибки.
• Исследование сложных материалов — моделирование свойств новых сверхпроводников без дорогих экспериментов.
• Криптографию — более точную проверку квантовой запутанности для защищенных каналов связи.

Метод не решит все проблемы, но упростит работу с квантовыми системами там, где раньше это было невозможно.

Ранее ученые продемонстрировали квантовую телепортацию.