Forskare från Australien och Singapore arbetar på en ny kvantteknik som kan förbättra optisk VLBI. Det är känt som Stimulerad Raman Adiabatisk Passage (STIRAP), vilket gör att kvantinformation kan överföras utan förluster. När den skrivs in i en kvantfelskorrigeringskod kan denna teknik möjliggöra VLBI-observationer i tidigare otillgängliga våglängder. När den väl integrerats med nästa generations instrument kan denna teknik möjliggöra mer detaljerade studier av svarta hål, exoplaneter, solsystemet och ytorna på avlägsna stjärnor.
Interferometritekniken består av att kombinera ljus från flera teleskop för att skapa bilder av ett objekt som annars skulle vara för svårt att lösa. Very Long Baseline Interferometry hänvisar till en specifik teknik som används inom radioastronomi där signaler från en astronomisk radiokälla (svarta hål, kvasarer, pulsarer, stjärnbildande nebulosor, etc.) kombineras för att skapa detaljerade bilder av deras struktur och aktivitet. Under de senaste åren har VLBI gett de mest detaljerade bilderna av stjärnorna som kretsar kring Sagitarrius A* (Sgr A*), SMBH i mitten av vår galax.
Vi kan redan göra storbaslinjeinterferometri i mikrovågsugnen. Denna uppgift blir dock mycket svår i optiska frekvenser, eftersom inte ens den snabbaste elektroniken direkt kan mäta svängningarna i det elektriska fältet vid dessa frekvenser.
Processen de föreställer sig skulle innebära att stjärnljuset konsekvent kopplas till "mörka" atomära tillstånd som inte strålar. Nästa steg, sa Huang, är att koppla ljuset med quantum error correction (QEC), en teknik som används i kvantberäkning för att skydda kvantinformation från fel på grund av dekoherens och annat "kvantbrus.
Arxiv – Imaging Stars with Quantum Error Correction.
Att kombinera ljuset från teleskop över hela planeten skulle möjliggöra direkt avbildning av planeter i andra solsystem. Stjärnans ljus skulle behöva avskärmas så att vi kunde se exoplaneten i detalj.
Det finns arbete med att skapa rymdbaserade stjärnskärmar för stora markbaserade teleskop. Andra forskare arbetar på att en ultralätt redesign kommer att utvecklas som kan byggas eller monteras i rymden.
Det finns kvantdatorer med tiotals – eller snart hundratals – av kvantbitar som blir tillgängliga. Mycket forskningsansträngning har fokuserat på att använda sådana bullriga intermediate-scale quantum (NISQ) enheter för att demonstrera kapacitet som överträffar klassiska datorer. Här har vi föreslagit en applikation för en sådan NISQ-enhet för bildbehandling, där vi skyddar informationen kodad i det mottagna stjärnljuset. För den dominerande brustypen – avfasning – visar vi att en betydande fördel kan uppnås genom att använda en enkel upprepningskod. För brustyper (även motstridiga) som korrumperar upp till en viss bråkdel av qubits.
Teleskopforskarna hittar tröskeln -9.4% - för vilken kvantinformationen från Fisher kan bevaras. Denna tröskel är betydligt mindre stringent än vad som krävs för kvantberäkning. För ren avfasning kan de tolerera felfrekvenser upp till 50 %. Detta innebär att kvantfelskorrigerade teleskop är enklare än felkorrigerade kvantdatorer.
De förutser att genom att utnyttja teorin om feltoleranta kvantberäkningar kan deras schema uppnå en hög QFI även med ofullständig QEC-drift.
Brian Wang är en futuristisk tankeledare och en populär vetenskapbloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com är rankad som nummer 1 Science News Blog. Den täcker många störande teknik och trender, inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.
Känd för att identifiera banbrytande teknik, han är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för högpotentiella företag i ett tidigt skede. Han är forskningschef för tilldelningar för djupa teknikinvesteringar och en ängelinvesterare på Space Angels.
Han har ofta varit talare på företag och har varit TEDx -talare, talare vid Singularity University och gäst på många intervjuer för radio och podcaster. Han är öppen för offentliga tal och rådgivning.
