क्वांटम त्रुटि सुधार क्वांटम टेलीस्कोप को सक्षम करेगा

ऑस्ट्रेलिया और सिंगापुर के शोधकर्ता एक नई क्वांटम तकनीक पर काम कर रहे हैं जो ऑप्टिकल वीएलबीआई को बढ़ा सकती है। इसे उत्तेजित रमन एडियाबेटिक पैसेज (STIRAP) के रूप में जाना जाता है, जो क्वांटम जानकारी को बिना नुकसान के स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। जब एक क्वांटम त्रुटि सुधार कोड में अंकित किया जाता है, तो यह तकनीक वीएलबीआई टिप्पणियों को पहले दुर्गम तरंग दैर्ध्य में अनुमति दे सकती है। एक बार अगली पीढ़ी के उपकरणों के साथ एकीकृत होने के बाद, यह तकनीक ब्लैक होल, एक्सोप्लैनेट, सौर मंडल और दूर के सितारों की सतहों के अधिक विस्तृत अध्ययन की अनुमति दे सकती है।

इंटरफेरोमेट्री तकनीक में एक वस्तु की छवियों को बनाने के लिए कई दूरबीनों से प्रकाश का संयोजन होता है जिसे हल करना बहुत मुश्किल होता है। बहुत लंबी बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री रेडियो खगोल विज्ञान में उपयोग की जाने वाली एक विशिष्ट तकनीक को संदर्भित करती है जहां एक खगोलीय रेडियो स्रोत (ब्लैक होल, क्वासर, पल्सर, स्टार-फॉर्मिंग नेबुला, आदि) से संकेतों को उनकी संरचना और गतिविधि की विस्तृत छवियां बनाने के लिए जोड़ा जाता है। हाल के वर्षों में, वीएलबीआई ने सितारों की सबसे विस्तृत छवियां प्राप्त की हैं जो हमारी आकाशगंगा के केंद्र में धनु A* (Sgr A*), SMBH की परिक्रमा करते हैं।

हम पहले से ही माइक्रोवेव में लार्ज-बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री कर सकते हैं। हालाँकि, यह कार्य ऑप्टिकल आवृत्तियों में बहुत कठिन हो जाता है, क्योंकि सबसे तेज़ इलेक्ट्रॉनिक्स भी इन आवृत्तियों पर विद्युत क्षेत्र के दोलनों को सीधे नहीं माप सकते हैं।

वे जिस प्रक्रिया की कल्पना करते हैं, उसमें स्टारलाइट को "अंधेरे" परमाणु राज्यों में सुसंगत रूप से जोड़ना शामिल होगा जो विकिरण नहीं करते हैं। अगला कदम, हुआंग ने कहा, क्वांटम त्रुटि सुधार (क्यूईसी) के साथ प्रकाश को जोड़ना है, क्वांटम कंप्यूटिंग में इस्तेमाल की जाने वाली एक तकनीक है जो क्वांटम जानकारी को डीकोहेरेंस और अन्य "क्वांटम शोर" के कारण त्रुटियों से बचाने के लिए उपयोग की जाती है।

Arxiv - क्वांटम त्रुटि सुधार के साथ इमेजिंग सितारे।

पूरे ग्रह में दूरबीनों से प्रकाश का संयोजन अन्य सौर प्रणालियों में ग्रहों की प्रत्यक्ष इमेजिंग को सक्षम करेगा। तारे के प्रकाश को परिरक्षित करने की आवश्यकता होगी ताकि हम एक्सोप्लैनेट को विस्तार से देख सकें।

जमीन पर आधारित बड़ी दूरबीनों के लिए अंतरिक्ष आधारित स्टारशेड बनाने का काम चल रहा है। अन्य शोधकर्ता एक अल्ट्रा-लाइटवेट रीडिज़ाइन पर काम कर रहे हैं जिसे विकसित किया जाएगा जिसे अंतरिक्ष में बनाया या इकट्ठा किया जा सकता है।

दसियों के साथ क्वांटम कंप्यूटर हैं - या जल्द ही सैकड़ों - qubit उपलब्ध हो रहे हैं। शास्त्रीय कंप्यूटरों को पार करने वाली क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए इस तरह के शोर मध्यवर्ती-स्केल क्वांटम (एनआईएसक्यू) उपकरणों का उपयोग करने पर बहुत से शोध प्रयासों ने ध्यान केंद्रित किया है। यहां, हमने इमेजिंग के लिए ऐसे एनआईएसक्यू डिवाइस के लिए एक आवेदन प्रस्तावित किया है, जहां हम प्राप्त स्टारलाइट में एन्कोड की गई जानकारी की रक्षा करते हैं। प्रमुख शोर प्रकार के लिए - dephasing - हम दिखाते हैं कि एक साधारण पुनरावृत्ति कोड का उपयोग करके भी एक महत्वपूर्ण लाभ प्राप्त किया जा सकता है। शोर प्रकारों (यहां तक ​​कि प्रतिकूल) के लिए जो कि एक निश्चित अंश तक भ्रष्ट होते हैं।

टेलीस्कोप शोधकर्ताओं ने थ्रेशोल्ड -9.4% - जिसके लिए क्वांटम फिशर की जानकारी को संरक्षित किया जा सकता है, का पता लगाया। यह दहलीज क्वांटम गणना के लिए आवश्यक की तुलना में काफी कम कठोर है। शुद्ध dephasing के लिए, वे त्रुटि दर 50% तक सहन कर सकते हैं। इसका मतलब है कि क्वांटम त्रुटि-सुधारित दूरबीन त्रुटि-सुधारित क्वांटम कंप्यूटरों की तुलना में आसान हैं।

वे अनुमान लगाते हैं कि दोष-सहिष्णु क्वांटम गणना के सिद्धांत का लाभ उठाकर, उनकी योजना अपूर्ण QEC संचालन के साथ भी एक उच्च QFI प्राप्त कर सकती है।