เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย กราฟแสดงสัญญาณที่ไม่ได้รับการแก้ไข (คลื่นไซน์ที่ดูดซับเมื่อเวลาผ่านไป) สัญญาณในอุดมคติ (คลื่นไซน์ที่ไม่มีการดัดแปลง) และสัญญาณที่แก้ไขแล้ว (คลื่นไซน์ที่หน่วงเล็กน้อยโดยมีการชดเชยตามเวลา)
ข้อผิดพลาดเช่นสัญญาณรบกวนทำให้เกิดการหน่วงของสัญญาณเมื่อเทียบกับเคสในอุดมคติ การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมอัตราจำกัดสามารถกู้คืนส่วนสำคัญของความแรงของสัญญาณที่หายไปได้
แต่ยังเปลี่ยนความถี่ในการตรวจจับ ทำให้เกิดอคติ
(แสดงเป็นแถบสีเทา) ในการวัด เราเคยชินกับความคิดที่ว่าในทางการแพทย์ การแก้ไขง่ายๆ มักมาพร้อมกับผลข้างเคียง ตัวอย่างเช่น การบรรเทาอาการปวดศีรษะอาจทำให้คุณง่วงได้ ตอนนี้ปรากฎว่าหลักการที่คล้ายกันนี้ใช้กับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม (QEC) แม้ว่าโปรโตคอล QEC ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้อุปกรณ์ควอนตัมมีความแม่นยำโดยขจัดอาการปวดศีรษะจากเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม นักวิจัยจาก ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)
ในสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นว่า QEC ยังสามารถแนะนำอคติในเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ควอนตัม . ในการวิเคราะห์ นักวิจัยแนะนำวิธีแก้ปัญหาสำหรับผลข้างเคียงนี้ ซึ่งอาจพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญในการพัฒนาเซ็นเซอร์ควอนตัมเชิงพาณิชย์สำหรับการนำทางและการสำรวจสิ่งแวดล้อม รวมถึงการใช้งานอื่นๆ
เซนเซอร์ควอนตัมมักจะดีกว่าเซนเซอร์แบบคลาสสิกในการตรวจจับสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก หรือการวัดปริมาณ เช่น อุณหภูมิและความดัน อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียเปรียบ: เอฟเฟกต์ควอนตัมแบบเดียวกันที่ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้มีความไวจะถูกทำลายได้ง่ายมากโดยเทียบเท่ากับเสียงแตกในหูฟังของคุณหรือข้อบกพร่องที่ขอบของหน้าจอคอมพิวเตอร์ของคุณ เนื่องจากเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อมอาจทำให้เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ควอนตัมไม่ถูกต้อง โปรโตคอล QEC ได้รับการกำหนดขึ้นเพื่อยกเลิกในทุกขั้นตอนของกระบวนการตรวจจับ แต่ละครั้งที่เซ็นเซอร์ดำเนินการบางอย่างเพื่อตรวจจับปริมาณความสนใจ โปรโตคอลจะแก้ไขสัญญาณที่เป็นผลก่อนการตรวจจับครั้งต่อไปจะเกิดขึ้น คล้ายกับกะลาสีเรือที่กำลังแก้ไขเส้นทางของเรือขณะที่เคลื่อนตัวผ่านน่านน้ำที่คลื่นซึ่งดันไปในทิศทางแบบสุ่ม
การแก้ไขล่าช้า
สิ่งสำคัญสำหรับเซ็นเซอร์ควอนตัมที่เหมือนจริง “การบังคับเลี้ยว” นี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ทันทีหลังจากที่เรือเริ่มเบี่ยง Florentin Reiterนักฟิสิกส์จาก ETH และผู้เขียนร่วมของการศึกษาในPhysical Review Lettersอธิบายถึงงานวิจัยดังกล่าวว่ามีความล่าช้าเล็กน้อยระหว่างข้อผิดพลาดและการแก้ไขข้อผิดพลาด
“ในช่วงแรก ๆ ของการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม คุณเพียงแค่สันนิษฐานว่ามีการแก้ไขข้อผิดพลาดที่สมบูรณ์แบบ แต่นั่นจะไม่เกิดขึ้นจริง นั่นไม่ใช่สิ่งที่เรามีในตอนนี้” ไรเตอร์กล่าว ด้วยเซ็นเซอร์ที่ใช้อะตอมที่เย็นจัดซึ่งควบคุมด้วยแสงเลเซอร์ เช่น Reiter อธิบายว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดที่สมบูรณ์แบบจะต้องใช้เลเซอร์เหล่านั้นเพื่อให้มีพลังมหาศาล “QEC อยู่ระหว่างการทดลองจริง ดังนั้นเราต้องทำให้เป็นจริงมากขึ้น” เขาตั้งข้อสังเกต
Quuntao Zhuangนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ เห็นพ้องต้องกันว่าเราต้องการแบบจำลองการแก้ไขข้อผิดพลาดตามทฤษฎีที่สมจริงและเหมาะสมยิ่งขึ้น เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงวิธีการทำให้เซ็นเซอร์ควอนตัมมีความแม่นยำมากที่สุด “งานนี้สำรวจปัญหาที่มองข้ามไปในอดีต” เขากล่าว “เมื่อคุณทำการแก้ไขข้อผิดพลาดด้วยการดำเนินการที่มีความเร็วจำกัด จะเกิดผลข้างเคียงบางประการว่าคุณสามารถประมาณค่าพารามิเตอร์ในระบบได้ดีเพียงใด [ที่ซึ่งการตรวจจับกำลังดำเนินการอยู่]”
การวัดแบบเอนเอียง
ผลข้างเคียงที่ Reiter และผู้ทำงานร่วมกันระบุคือความเอนเอียงที่สอดคล้องกันของเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ ซึ่งคล้ายกับเรือที่พุ่งไปในทิศทางของกระแสน้ำ อคตินี้หมายความว่าการอ่านของเซ็นเซอร์ทั้งหมดจะค่อนข้างไม่ถูกต้องและอาจไม่สมจริงด้วยซ้ำ ยิ่งไปกว่านั้น ความเอนเอียงอาจนำไปสู่การประมาณการในแง่บวกมากเกินไปสำหรับสัญญาณขั้นต่ำที่เซ็นเซอร์ตรวจจับได้ตั้งแต่แรก
กรณีเฉพาะที่ไรเตอร์และเพื่อนร่วมงานพิจารณา
ในการศึกษาของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการนำ QEC ไปใช้ในกระบวนการตรวจจับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้ระบบควอนตัมบิต (qubits) ที่เหมือนกันหลายตัว อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาพบว่าข้อสรุปของพวกเขาเป็นจริงสำหรับเซ็นเซอร์ควอนตัมโดยทั่วไป กล่าวง่ายๆ ว่า “เมื่อคุณใช้การแก้ไขข้อผิดพลาด คุณต้องดูแลอคติที่มาจากการแก้ไขอย่างจำกัด” Ivan Rojkovนักศึกษาระดับปริญญาเอกของ ETH และผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว
งานของทีมยังมีข้อเสนอแนะเกี่ยวกับวิธีการแก้ไขผลข้างเคียงของ QEC ที่สมจริง กล่าวคือ นักวิจัยสามารถคาดการณ์อคติที่เกิดจาก QEC และอธิบายได้ตั้งแต่เริ่มต้น “หากคุณมีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับความเร็วที่คุณแก้ไขและความแรงของสัญญาณรบกวนในระบบของคุณ คุณสามารถระบุจุดแข็งของข้อผิดพลาดและปรับเทียบเซ็นเซอร์ใหม่ได้” Rojkov อธิบาย RIKEN-QuTech ซิลิกอน qubits ถึงมาตรฐานสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม
ในขณะที่จ้วงชี้ให้เห็นว่าการใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดในเซ็นเซอร์ควอนตัมมีความท้าทายทางเทคนิคในระยะใกล้ และเทียบได้กับงานพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดเล็ก ทีมงาน ETH-MIT มองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับผลกระทบที่งานอาจมีในอนาคต Reiter กล่าวว่าการรวมกันของ QEC และการแก้ไขอคติสามารถช่วยให้นักฟิสิกส์ผลักดันอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงอยู่แล้ว (เช่น นาฬิกาอะตอมสามารถวัดเวลาได้อย่างแม่นยำ 10 -15s) ยิ่งไปกว่านั้น และด้วยการเริ่มต้นธุรกิจหลายแห่งเพื่อนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในเชิงพาณิชย์
ความจำเป็นในการทำความเข้าใจผลกระทบของควอนตัมและโปรโตคอลข้อมูลควอนตัมโดยละเอียดจึงอยู่เหนือการวิจัยทางวิชาการ แม้ว่าไรเตอร์จะเน้นย้ำว่างานใหม่นี้เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์พื้นฐานด้วยเช่นกัน “คุณสามารถวัดผลสัมพัทธภาพเล็ก ๆ น้อย ๆ และอาจได้รับข้อมูลเชิงลึกที่ดีขึ้นเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลตามค่าคงที่พื้นฐานที่แม่นยำที่สุด” เขากล่าว
Eugenia Kalnayจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในสหรัฐอเมริกาแนะนำว่าโดยหลักการแล้วการก่อกวนสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเพิ่มหรือลดการลากที่สร้างขึ้นโดยกังหันลมในรูปแบบเฉพาะในช่วงเวลาสั้น ๆ “ใครๆ ก็สามารถจินตนาการถึงการลดปริมาณน้ำฝนในช่วงที่เกิดอุทกภัยหนัก หรือเพิ่มปริมาณน้ำฝนในช่วงฤดูแล้ง” เธอกล่าว โดยเน้นว่าตัวอย่างนี้เป็นการสมมติขึ้น เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
