क्वांटम सिमुलेशन को सत्यापन योग्य त्रुटि सीमा देना सीखा भौतिकविदों ने

क्वांटम सिम्युलेटर के नतीजों में संख्यात्मक त्रुटि सीमाएं जोड़ने का एक तरीका भौतिकविदों ने प्रदर्शित किया है। यह इस क्षेत्र की एक बढ़ती हुई समस्या को हल करता है। जब ये उपकरण सामान्य कंप्यूटरों की पहुंच से बाहर के हिसाब करने लायक शक्तिशाली हो जाते हैं, तो यह जांचने का कोई सीधा तरीका नहीं बचता कि उनके जवाब सही हैं या नहीं। म्यूनिख की टेक्निकल यूनिवर्सिटी (TUM) के ट्रिस्टन क्राफ्ट ने इस विधि को विकसित करने वाली टीम का नेतृत्व किया। इंसब्रुक विश्वविद्यालय और ऑस्ट्रियन एकेडमी ऑफ साइंसेज़ के क्वांटम ऑप्टिक्स एंड क्वांटम इंफॉर्मेशन इंस्टीट्यूट (IQOQI) के पीटर ज़ोलर, और TUM की बारबरा क्राउस भी इस टीम में शामिल थे। यह फिजिकल रिव्यू एक्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ।

क्वांटम सिम्युलेटर ऐसी भौतिक प्रणालियां हैं जो दूसरी क्वांटम प्रणालियों के व्यवहार की नकल करने के लिए बनाई जाती हैं। सामान्य कंप्यूटरों के लिए बहुत जटिल बहु-कण समस्याओं का अध्ययन करने में ये खासतौर पर उपयोगी हैं। लेकिन असली उपकरण अपूर्ण होते हैं: इंटरैक्शन उम्मीद से अलग व्यवहार कर सकते हैं, और सिस्टम व उसकी मापन दोनों शोर से प्रभावित हो सकते हैं। सिम्युलेटर को डिज़ाइन के मुताबिक ठीक-ठीक काम करता मान लेने के बजाय, शोधकर्ताओं ने प्रयोगात्मक मापन का इस्तेमाल कर यह पता लगाया कि वह असल में कैसे काम करता है। फिर उन्होंने हिसाब लगाया कि इससे बनी अनिश्चितताएं सिमुलेशन के नतीजे को कैसे प्रभावित करती हैं। इस तरह, एक अकेले नतीजे को मापी गई त्रुटि सीमाओं वाले नतीजे में बदला गया।

इंसब्रुक में मनोज जोशी और क्रिश्चियन रूस के नेतृत्व वाली एक प्रायोगिक टीम ने इस विधि को एक आयन-ट्रैप क्वांटम सिम्युलेटर पर परखा। पहले उन्होंने इसे 10 आयनों की एक श्रृंखला पर आज़माया, जो इतनी छोटी थी कि उसका व्यवहार अब भी एक सामान्य कंप्यूटर पर हिसाब किया जा सकता था। इसकी अनुमानित त्रुटि सीमाओं की तुलना उन्होंने स्वतंत्र मापन से की। इसके बाद उन्होंने इस विधि को 51 आयनों तक की श्रृंखला तक बढ़ाया। इससे यह पता चला कि यही तरीका उन बड़ी प्रणालियों के लिए भी काम करता है, जिन्हें सामान्य कंप्यूटर पूरी तरह जांच नहीं सकते।

शोधकर्ता अब इस विधि को द्वि-आयामी क्वांटम सिम्युलेटरों के लिए ढाल रहे हैं, जहां कणों की संख्या बढ़ने पर सामान्य कंप्यूटर से जांच करना और मुश्किल हो जाता है। उनका कहना है कि यह तरीका आगे चलकर 'क्वांटम एडवांटेज' को संख्यात्मक रूप से मापने का एक तरीका दे सकता है। इसमें क्वांटम और सामान्य प्रणालियों की तुलना केवल गति या आकार पर नहीं होगी। बल्कि हर एक एक ही समस्या को कितनी विश्वसनीयता और सत्यापन योग्य त्रुटि सीमा के भीतर हल करता है, इसके आधार पर होगी।