อวกาศไม่ใช่สตูดิโอ: เมื่อศึกษาดวงดาว นักดาราศาสตร์ไม่สามารถควบคุมวัตถุที่พวกเขาพยายามถ่ายภาพได้ แต่พวกเขาพึ่งพาการปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์และเทคนิคการวิเคราะห์เพื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้นจากแสงใดก็ตามที่ได้รับ ไม่ว่าแสงจะสลัวหรือมีเสียงดังก็ตาม ขณะนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีการใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเพื่อต่อสู้กับสัญญาณรบกวน
ในแสงดาว
ที่กล้องโทรทรรศน์จับได้ จากข้อมูลของทีมงาน แม้แต่โปรโตคอลแก้ไขข้อผิดพลาดที่ง่ายที่สุดที่ทำงานบนอุปกรณ์ควอนตัมระยะใกล้ก็อาจมอบข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์โดยทั่วไปความละเอียดของภาพจะถูกจำกัดโดยการเลี้ยวเบน เทคนิคการตรวจจับควอนตัม
สามารถเกินขีดจำกัดนี้ได้หากวัตถุที่ถ่ายสามารถจัดการหรือส่องสว่างได้ แต่สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ในทางดาราศาสตร์ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Macquarie ในออสเตรเลียและมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) ได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหา: พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัม
สามารถป้องกันแสงดาวที่เปราะบางจากการถูกลดระดับลงเนื่องจากการโต้ตอบที่ไม่พึงประสงค์กับสภาพแวดล้อมอลิซและบ็อบเขียนดวงดาวใหม่แนวคิดเบื้องหลังวิธีการที่ทีมเสนอคือข้อมูลที่แสงดาวสามารถกระจายออกไปในระบบควอนตัมขนาดใหญ่ที่เรียกว่ารหัสแก้ไขข้อผิดพลาด
แม้ว่าบางส่วนของระบบจะมีข้อผิดพลาด ข้อมูลที่ถูกต้องสามารถสร้างขึ้นใหม่จากส่วนที่เหลือได้เพื่อทำความเข้าใจว่าเทคนิคใหม่นี้ทำงานอย่างไร ลองนึกภาพนักดาราศาสตร์สองคนคืออลิซและบ็อบ ทั้งสองมีกล้องโทรทรรศน์ และถ้าพวกเขาต้องการสร้างภาพที่ชัดเจนกว่าที่เป็นไปได้จากกล้องโทรทรรศน์
แต่ละตัว พวกเขาก็สามารถรวมแสงที่รวบรวมได้โดยใช้วิธีการที่เรียกว่าการแทรกสอดของแสง โดยหลักการแล้ว ยิ่งกล้องโทรทรรศน์ของพวกมันอยู่ห่างกันมากเท่าไร ความละเอียดของภาพที่พวกมันสามารถทำได้ร่วมกันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การสูญเสียสัญญาณรบกวน
และการส่ง
เสนอว่าเทคโนโลยีควอนตัมสามารถข้ามข้อจำกัดนี้ได้โดยแทนที่การเชื่อมโยงทางกายภาพ (โดยทั่วไปคือใยแก้วนำแสง) ระหว่างไซต์กล้องโทรทรรศน์ที่มีคิวบิตพันกัน Qubits คือระบบที่จัดเก็บข้อมูลควอนตัม และเมื่อเข้าไปยุ่งเหยิง สถานะของระบบเหล่านี้จะมีความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นกว่าที่อนุญาต
ในระบบดั้งเดิม เมื่ออลิซและบ็อบได้รับแสงจากกล้องโทรทรรศน์ การโต้ตอบของสสารแสงจะถ่ายโอนข้อมูลจากแสงไปยังสถานะคิวบิตที่คงที่ จากนั้นพวกเขาแต่ละคนจะใช้การดำเนินการที่เหมาะสมกับ qubits ที่เก็บข้อมูลแสงดาว เนื่องจากคิวบิตของพวกมันพันกัน ข้อมูลจึงถูกจัดเก็บไว้ในรหัสแก้ไข
ข้อผิดพลาดควอนตัมภายในชุดที่ใหญ่ขึ้นของทั้งสองคิวบิต“สถานะผลลัพธ์ที่อลิซและบ็อบมีร่วมกันในตอนนี้คือ … เทียบเท่ากับแสงดาวที่ส่องเข้ามา” ผู้เขียนนำบทความเกี่ยวกับการวิจัยอธิบาย เนื่องจากสถานะโดยรวมของแสงดาวถูกแชร์ในรูปแบบที่มีการป้องกันทั่วจึงทนทานต่อเสียงรบกวน
จากสิ่งแวดล้อม
อลิซและบ็อบสามารถตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดบนคิวบิตได้ก่อนที่จะดึงข้อมูลแสงดาว ซึ่งนำไปใช้สร้างภาพการทดลองความละเอียดสูงบนขอบฟ้านักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าเทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมสำหรับการถ่ายภาพนี้มีประโยชน์แม้กับอุปกรณ์ควอนตัมระยะใกล้
โดยการตรวจสอบหนึ่งในโปรโตคอลการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ง่ายที่สุด ในโปรโตคอลนี้ ข้อมูลแสงดาวจะถูกจัดเก็บไว้ในชุดของ qubits ที่เหมือนกันสามชุด สิ่งนี้เรียกว่ารหัสการทำซ้ำเนื่องจากการป้องกันข้อผิดพลาดมาจากการทำซ้ำข้อมูลอย่างแท้จริงสามครั้ง แม้ว่าโค้ดขนาดใหญ่จะให้การป้องกันที่ดีกว่า
แม้แต่โค้ดขนาดเล็กนี้ก็ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดประเภทหลักได้ นอกจากนี้ ไม่เหมือนกับควอนตัมคอมพิวติ้งที่ต้องการอัตราข้อผิดพลาดน้อยกว่า 1% มาก โปรโตคอลสำหรับการถ่ายภาพสามารถทนต่ออัตราข้อผิดพลาดสูงถึง 50% โดยใช้เพียงรหัสซ้ำ การถ่ายภาพ “ความละเอียดสูงสุด”
เนื่องจากเฟรมเวิร์กของนักวิจัยช่วยให้สามารถนำเทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมไปใช้กับงานด้านการถ่ายภาพใดๆ ที่ผู้ทดลองไม่สามารถเตรียมวัตถุได้ การใช้งานจึงขยายขอบเขตไปไกลกว่าดาราศาสตร์ นักวิจัยอาวุโสของ NUS ผู้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าวว่า
“การใช้งานที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งที่พวกเราบางคนกำลังพิจารณาคือการวัดสนามแม่เหล็ก ซึ่งเราใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ควอนตัมสำหรับการตรวจจับสนามแม่เหล็ก” “เรายังทำงานร่วมกับนักทดลองเพื่อใช้โปรโตคอลก่อนหน้าของเราสำหรับการถ่ายภาพ
ความละเอียดสูงบนกล้องโทรทรรศน์จริง”ที่เกินขีดจำกัดการเลี้ยวเบนจึงเป็นกรณีการใช้งานระยะสั้นที่คาดไม่ถึงสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมที่มีสัญญาณรบกวนสัญญาณจะลดทอนคุณภาพของสัญญาณของอลิซและบ็อบ ซึ่งจะจำกัดระยะห่างระหว่างกล้องโทรทรรศน์ของพวกเขา
เมื่อถูกถามทางอีเมลว่าการเป็นนักวิจัยเชิงวิชาการเต็มเวลานั้น “มีประโยชน์” กับเขาหรือไม่ คำตอบของเขาเริ่มด้วยคำว่า “ให้คำจำกัดความว่า ‘มีประโยชน์’!” และบรรทัดแรกของนวนิยาย(“มันเป็นช่วงเวลาที่ดีที่สุด มันเป็นช่วงเวลาที่เลวร้ายที่สุด…”) “ฉันไม่คิดว่ามันมีประโยชน์
ในแง่ของการเตรียมฉันสำหรับงานอื่น” เขากล่าวต่อ “แง่มุมนี้พูดเกินจริง การทำปริญญาที่ต้องใช้วิทยานิพนธ์และประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรมเป็นสิ่งที่ดีสำหรับหลายสิ่งหลายอย่าง [แต่] สิ่งอื่นนอกเหนือจากนั้นไม่เป็นประโยชน์ในแง่เทคนิคใดๆ และอาจสร้างผลเสียต่อนายจ้างที่ชอบจ้างคนที่อายุน้อยกว่า” ถึงกระนั้น เขาเขียนว่า “ผมดีใจมากที่ได้ใช้เวลาไปกับการเรียน ถึงจะไม่ได้อยู่ก็คุ้ม”
Credit : เว็บสล็อตแท้
