Vědci z katedry optiky využívají neuronové sítě k luštění kvantového provázání

Autor obrázku: Monika Tomanová
Čtvrtek 20. červenec 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.

Zpět

Nastavení cookies a ochrany soukromí

Na našich webových stránkách používáme soubory cookies a případné další síťové identifikátory, které mohou obsahovat osobní údaje (např. jak procházíte naše stránky). My a někteří poskytovatelé námi využívaných služeb, máme k těmto údajům ve Vašem zařízení přístup nebo je ukládáme. Tyto údaje nám pomáhají provozovat a zlepšovat naše služby. Pro některé účely zpracování takto získaných údajů je vyžadován Váš souhlas. Svůj souhlas můžete kdykoliv změnit nebo odvolat (odkaz najdete v patě stránek).

(Technické cookies nezbytné pro fungování stránek. Neobsahují žádné identifikační údaje.)
(Slouží ke statistickým účelům - měření a analýze návštěvnosti. Sbírají pouze anonymní data.)
(Jsou určeny pro propagační účely, měření úspěšnosti propagačních kampaní apod.)