ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เครื่องจำลองควอนตัมรุ่นใหม่สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่ไม่สามารถทำได้โดยใช้การจำลองบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป เครื่องจำลองควอนตัมสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากได้ เนื่องจากควอนตัมจะซ้อนทับสถานะบิตจำนวนมหาศาลด้วยกลไกทางกลไก ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นเรื่องยากที่จะอ่านข้อมูลนี้จากเครื่องจำลองควอนตัม เพื่อให้สามารถสร้างสถานะควอนตัมขึ้นใหม่ได้ จำเป็นต้องมีการวัดส่วนบุคคลจำนวนมาก วิธีการที่ใช้ในการอ่านสถานะควอนตัมของเครื่องจำลองควอนตัมเรียกว่าการตรวจเอกซเรย์สถานะควอนตัม "การวัดแต่ละครั้งให้ "ภาพตัดขวาง" ของสถานะควอนตัม จากนั้นคุณรวมภาพตัดขวางเหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อสร้างสถานะควอนตัมที่สมบูรณ์" Christian Kokail นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากทีมของ Peter Zoller ที่ Institute of Quantum Optics และ Quantum Information ที่ Austrian Academy of Sciences และภาควิชาฟิสิกส์ทดลองที่มหาวิทยาลัย Innsbruck จำนวนการวัดที่จำเป็นในห้องปฏิบัติการจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามขนาดของระบบ "จำนวนการวัดเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยจำนวน qubits" นักฟิสิกส์กล่าว นักวิจัยของ Innsbruck ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการจำลองควอนตัมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น จำนวนการวัดที่จำเป็นในห้องปฏิบัติการจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามขนาดของระบบ "จำนวนการวัดเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยจำนวน qubits" นักฟิสิกส์กล่าว นักวิจัยของ Innsbruck ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการจำลองควอนตัมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น จำนวนการวัดที่จำเป็นในห้องปฏิบัติการจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามขนาดของระบบ "จำนวนการวัดเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยจำนวน qubits" นักฟิสิกส์กล่าว นักวิจัยของ Innsbruck ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการจำลองควอนตัมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

วิธีที่มีประสิทธิภาพที่ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ

ข้อมูลเชิงลึกจากทฤษฎีสนามควอนตัมช่วยให้การตรวจเอกซเรย์สถานะควอนตัมมีประสิทธิภาพมากขึ้น กล่าวคือ ดำเนินการได้ด้วยการวัดที่น้อยลงอย่างมาก นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Rick van Bijnen กล่าวว่า "สิ่งที่น่าสนใจก็คือไม่ชัดเจนเลยตั้งแต่เริ่มแรกว่าการคาดการณ์จากทฤษฎีสนามควอนตัมสามารถนำไปใช้กับการทดลองจำลองควอนตัมของเราได้ "การศึกษาเอกสารทางวิทยาศาสตร์ที่เก่ากว่าจากสาขานี้เกิดขึ้นเพื่อนำเราไปสู่เส้นทางนี้" ทฤษฎีสนามควอนตัมให้กรอบพื้นฐานของสถานะควอนตัมในตัวจำลองควอนตัม จำเป็นต้องมีการวัดเพียงไม่กี่ครั้งเพื่อให้พอดีกับรายละเอียดในเฟรมเวิร์กพื้นฐานนี้ จากสิ่งนี้ นักวิจัยของ Innsbruck ได้พัฒนาโปรโตคอลการวัดโดยที่การตรวจเอกซเรย์ของสถานะควอนตัมเป็นไปได้ด้วยจำนวนการวัดที่ลดลงอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน วิธีการใหม่นี้ช่วยให้ได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของสถานะควอนตัม นักฟิสิกส์ทดสอบวิธีการใหม่ด้วยข้อมูลการทดลองจากเครื่องจำลองควอนตัมดักไอออนของกลุ่มวิจัยในอินส์บรุคที่นำโดย Rainer Blatt และ Christian Roos "ในกระบวนการนี้ เราสามารถวัดคุณสมบัติของสถานะควอนตัมซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถสังเกตได้ในคุณภาพนี้" Kokail เล่า

การตรวจสอบผลลัพธ์

โปรโตคอลการตรวจสอบที่พัฒนาขึ้นโดยกลุ่มร่วมกับ Andreas Elben และ Benoit Vermersch เมื่อสองปีที่แล้ว สามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าโครงสร้างของรัฐควอนตัมตรงกับความคาดหวังจากทฤษฎีสนามควอนตัมหรือไม่ Christian Kokail อธิบายว่า "เราสามารถใช้การวัดแบบสุ่มเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าเฟรมเวิร์กพื้นฐานสำหรับการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ที่เราพัฒนาขึ้นโดยอิงตามทฤษฎีนั้นเหมาะสมหรือไม่" Christian Kokail อธิบาย โปรโตคอลจะยกธงสีแดงหากกรอบงานไม่พอดี แน่นอนว่านี่อาจเป็นการค้นพบที่น่าสนใจสำหรับนักฟิสิกส์ด้วย เพราะมันอาจเป็นเบาะแสสำหรับความสัมพันธ์ที่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้กับทฤษฎีสนามควอนตัม ในขณะนี้ นักฟิสิกส์รอบๆ Peter Zoller กำลังพัฒนาโปรโตคอลควอนตัมซึ่งเฟรมเวิร์กพื้นฐานของสถานะควอนตัมไม่ได้เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก