Ny forskning publicerad i EPJ D. har avslöjat hur robusta initialtillstånd kan förberedas i kvantinformationssystem, minimera alla oönskade övergångar som leder till förluster i kvantinformation.

Genom nya tekniker för att generera "exceptionella punkter" i kvantinformationssystem, forskare har minimerat de övergångar genom vilka de tappar information till sina omgivande miljöer.

Nyligen, forskare har börjat utnyttja effekterna av kvantmekanik för att bearbeta information på några fascinerande nya sätt. En av de viktigaste utmaningarna för dessa ansträngningar är att system lätt kan tappa sin kvantinformation när de interagerar med partiklar i omgivningen. För att förstå detta beteende, forskare har tidigare använt avancerade modeller för att observera hur system spontant kan utvecklas till olika tillstånd över tid - förlora sin kvantinformation i processen. Genom ny forskning publicerad i EPJ D, M. Reboiro och kollegor vid University of La Plata i Argentina har upptäckt hur robusta initialtillstånd kan förberedas i kvantinformationssystem, undvika oönskade övergångar långa tidsperioder.

Teamets resultat kan ge värdefulla insikter för det snabbt framåtskridande området för kvantberäkning; vilket möjliggör att mer komplexa operationer kan utföras med hjälp av de mest avancerade enheterna. Deras studie betraktade ett 'hybrid' kvantinformationssystem baserat kring en specialiserad slinga av supraledande metall, som interagerade med en ensemble av brister inom atomgitteret av diamant. Inom detta system, forskarna syftade till att generera uppsättningar av "exceptionella punkter". När dessa finns, informationsstaterna förfaller inte på vanligt sätt:istället alla vinster och förluster av kvantinformation kan balanseras perfekt mellan stater.

Genom att redovisa kvanteffekter, Reboiro och kollegor modellerade hur dynamiken i ensemblerade brister påverkades av deras omgivande miljöer. Av dessa resultat, de kombinerade informationstillstånd som visade stora övergångssannolikheter över långa tidsintervaller - så att de kunde generera exceptionella poäng. Eftersom detta avsevärt ökade överlevnadssannolikheten för en stat, laget kunde äntligen förbereda initialtillstånd som var robusta mot effekterna av deras miljöer. Deras tekniker skulle snart kunna användas för att bygga kvantinformationssystem som behåller deras information mycket längre än vad som tidigare var möjligt.