Vědci z katedry optiky využívají neuronové sítě k luštění kvantového provázání

Autor obrázku: Monika Tomanová
Thursday 20 July 2023, 9:22 – Text: Šárka Chovancová

Fyzici z přírodovědecké fakulty se zabývají problematikou kvantového provázání, které je v současnosti předmětem intenzivního výzkumu a úspěchy v něm byly loni oceněny Nobelovou cenou za fyziku. Mezinárodní tým vedený vědci z katedry optiky Přírodovědecké fakulty UP vyvinul umělé neuronové sítě pro přesnou a rychlou analýzu kvantového provázání. Tento zajímavý přírodní jev bylo dosud obtížné měřit a dekódovat, přitom na něj spoléhají nové kvantové technologie. Výsledky výzkumu publikoval prestižní časopis Science Advances.

Kvantové provázání je jedním z charakteristických rysů mikrosvěta, který nemá obdobu v klasické fyzice. Kvantové provázání popisuje propojení části fyzikálních systémů bez ohledu na jejich vzdálenost – to, co se stane s jednou z částic v provázaném páru, určuje, co se stane s druhou částicí, i když jsou od sebe jakkoliv vzdálené. Tento jev sice odporuje lidské intuici, je však klíčový pro revoluční kvantové aplikace. Umožňuje bezpečnou komunikaci (neodposlechnutelný přenos informace), kvantovou teleportaci, sestrojení kvantových počítačů i přesné snímání, což výrazně posouvá vědecké hranice a formuje budoucí technologie. Kvantifikace kvantové provázanosti ale byla pro vědce dlouho obtížnou výzvou – vyžadovala předchozí znalosti o systému a náročné experimentální postupy s omezenou použitelností.

Mezinárodní tým vědců z Olomouce, Stockholmu, Würzburgu, Oldenburgu a Princetonu vyvinul nový postup, který díky zapojení umělých neuronových sítí umožňuje přímé vyčíslení provázání z neúplných měření a zároveň dosahuje o řád vyšší přesnosti než dosud používané metody. Tým představil i přístup nezávislý na měřicím zařízení, který může snadno zahrnout data z různých měřicích postupů. „Dopady našeho výzkumu jsou značné. Spolehlivé určení provázanosti v kvantových systémech umožní jejich hlubší studium a otevírá cestu k efektivnímu vývoji kvantových sítí a senzorů,“ říká doktorand Dominik Koutný.

„Výsledek výzkumu, který zcela mění pohled na charakterizaci složitých kvantových systémů, je vyústěním několikaleté práce, na jejímž financování se podílela Grantová agentura ČR (projekt 21-18545S), Interní grantová agentura UP a katedra optiky PřF UP. Důležitou roli ve formování zahraniční vědecké spolupráce hrál také projekt HYPER-U-P-S v rámci H2020 výzvy QuantERA, na jehož financování se podílela Evropská Unie a Ministerstvo školství ČR,“ dodal Miroslav Ježek z katedry optiky.

Článek publikovaný v časopise Science Advances.
Laboratoř kvantové optiky katedry optiky PřF UP.

Back

Privacy settings

We use cookies and any other network identifiers on our website that may contain personal data (e.g. about how you browse our website). We and some of the service providers we use have access to or store this data on your device. This data helps us to operate and improve our services. For some purposes, your consent is required to process data collected in this way. You can change or revoke your consent at any time (see the link at the bottom the page).

(Essential cookies enable basic functions and are necessary for the website to function properly.)
(Statistics cookies collect information anonymously. This information helps us to understand how our visitors use our website.)
(They are designed for promotional purposes, measuring the success of promotional campaigns, etc.)