量子纠错将使量子望远镜成为可能

来自澳大利亚和新加坡的研究人员正在研究一种可以增强光学 VLBI 的新量子技术。它被称为受激拉曼绝热通道（STIRAP），它允许量子信息无损失地传输。当被印入量子纠错码中时，该技术可以允许对以前无法访问的波长进行 VLBI 观测。一旦与下一代仪器集成，这项技术就可以对黑洞、系外行星、太阳系和遥远恒星的表面进行更详细的研究。

干涉测量技术包括组合来自多个望远镜的光来创建物体的图像，否则很难解析。甚长基线干涉测量是指射电天文学中使用的一种特定技术，其中来自天文射电源（黑洞、类星体、脉冲星、恒星形成星云等）的信号被组合起来，以创建其结构和活动的详细图像。近年来，VLBI 生成了绕人马座 A*（Sgr A*）（位于我们银河系中心的超大质量黑洞）轨道运行的恒星的最详细图像。

我们已经可以在微波中进行大基线干涉测量。然而，这项任务在光频率下变得非常困难，因为即使是最快的电子设备也无法直接测量这些频率下的电场振荡。

他们设想的过程将涉及将星光相干地耦合到不辐射的“暗”原子态。黄说，下一步是将光与量子纠错（QEC）耦合，这是一种量子计算中使用的技术，可以保护量子信息免受因退相干和其他“量子噪声”造成的错误。

Arxiv – 使用量子纠错对恒星进行成像。

结合来自整个行星的望远镜的光线将能够直接成像其他太阳系中的行星。 恒星的光线需要被屏蔽，这样我们才能详细地看到系外行星。

目前正在为大型地面望远镜创建太空遮光罩。 其他研究人员正在研究一种超轻量级的重新设计，该设计将能够在太空中建造或组装。

具有数十个或很快数百个量子位的量子计算机正在变得可用。许多研究工作都集中在使用这种嘈杂的中尺度量子（NISQ）设备来展示超越经典计算机的能力。在这里，我们提出了一种用于成像的 NISQ 设备的应用，我们可以保护接收到的星光中编码的信息。对于主要噪声类型（移相），我们表明即使使用简单的重复码也可以获得显着的优势。对于破坏一定比例量子位的噪声类型（甚至是对抗性的）。

望远镜研究人员发现了可以保存量子费希尔信息的阈值——9.4%。该阈值明显不如量子计算所需的阈值严格。对于纯相移，它们可以容忍高达 50% 的错误率。这意味着量子纠错望远镜比纠错量子计算机更容易。

他们预计，通过利用容错量子计算理论，他们的方案即使在 QEC 操作不完善的情况下也能实现高 QFI。