Bilim adamları kuantum sistemlerinin temel anlamında bir atılım yaptılar – ilk kez, kafa karıştırıcı parçacıkların ölçümleri sırasında ortaya çıkan tüm olası istatistiksel kalıplar tarif ediliyor. Teorik Fizik Enstitüsü’nden (Paris-Sacle) fizikçilerin çalışması, güvenilirliğin çalışmalarının doğası ile doğrulandığı ve bileşenlerin teknik özellikleri hakkında varsayımlar değil, kendi kendini test eden kuantum cihazları oluşturmanın yolunu açar.
Kuantum karışıklığı – parçacıkların ayrılıktan sonra bile karşılıklı bağımlılığı koruduğu bir fenomen – yeni teknolojilerin temelini oluşturur: güvenli bir bağlantıdan veri işleme algoritmalarına. Şimdiye kadar, bilimsel topluluk, parçacıklar arasındaki korelasyonların kuantum mekaniği tarafından öngörülen sınıra ulaştığı en kafa karıştırıcı durumları tamamen tanımlayabilir. Bununla birlikte, çoğu gerçek sistem ara modda işlev görür – kısmi karışıklık ile. Herhangi bir iki seviyeli sistem için ölçüm verilerinin evrensel bir yöntemini geliştirerek fizikçilerin kapatıldığı bu boşluktu.
Keşfin özü, karışıklık parametrelerinin – örneğin, ölçüm sonuçlarını farklı açılarda çakışma olasılığının – artık kaynakların veya dedektörlerin iç yapısı hakkında bilgi olmadan doğrudan ham istatistiksel verilerden geri yüklenebileceğidir. Araştırmacılar, doğrusal olmayan veri dönüşümü kullanarak başlangıçta ideal sistemler için oluşturulan bir matematiksel aparat uyarladılar. Bu, gürültülü okumaların referans değerlerine sayıldığı sinyalin kod çözülmesine benziyor ve “gürültünün” gerçek kuantum korelasyonlarından ayırmasına izin veriyor.
Yöntemin temel pratik uygulaması, kara kutunun kuantum cihazlarını kontrol etmek için protokoller oluşturmaktır. Örneğin, şifreli kuantum iletişimi iletilirken, lazerlerin veya dedektörlerin stabilitesini varsaymadan, yalnızca resepsiyon ve aktarma taraflarındaki tesadüf istatistiklerini analiz ederek güvenlik garanti edilebilir. Bu yaklaşım, zaman içinde bileşen parametrelerinin sürüklenmesiyle ilişkili güvenlik açığını ortadan kaldırır – uydu iletişimi veya binlerce küp olan kümeleri hesaplama için kritik bir sorun.
Özellikle önemli olan “Kesinlikle güvenli” sistemler bağlamında çalışma. Yazarların gösterdiği gibi, yöntemleri, üreticinin teknik ayrıntıları ortaya çıkarmadığı cihazlarda bile gizli kusurları tanımlamanıza izin verir – insansız araçlardaki ticari kuantum işlemciler veya sensörler için alakalı bir senaryo. Aynı zamanda, sistemin “güç olmayan” ını doğrulamak için temel fırsat korunur – 2022 Fizik Nobel Ödülü’ne sahip olan yerel gizli parametrelerin eksikliği.
Araştırmacılar, “Modelimiz, iki küp sisteminde deneysel olarak ulaşılabilir korelasyonlar için zor sınırlar belirliyor” diyor. “Bu, mühendisler için bir topografik harita gibidir: sınırları bilmek, belirli uygulamalar için yapıları optimize edebilirsiniz.” Zaten, yöntem, çalışmayı durdurmadan cihazların otomatik kalibrasyonunun gerekli olduğu kuantum tekrarlayıcılar ve bulut platformları için test standlarına entegre edilmiştir.
Bu alandaki ilerleme, laboratuvar deneylerinden endüstriyel standartlara geçişi hızlandırabilir. Gelecekte, klasik bileşenlerin birleşik kontrol arayüzleri aracılığıyla kuantum modülleriyle etkileşime girdiği hibrit sistemlerin görünümü. Bu, kuantum teknolojilerinin egzotik olmadığı anı getirir, ancak bugünün yarı iletken çipleri veya optik ağlar gibi temel altyapı – temel altyapı getirir.
