Новый квантовый алгоритм позволит проводить точные измерения магнитных полей

Антон Тальский – 30 апреля 2021

Физики из МФТИ вместе со своими коллегами из США и Швейцарии при содействии учёных из компании Terra Quantum разработали квантовый сенсор, с помощью которого можно будет проводить точные измерения магнитных полей. Технология имеет широкий диапазон сфер применения — от исследований мозга до изучения отдалённых уголков космоса.

Как известно, технологии на основе квантовых вычислений становятся всё более востребованы. Повышенная точность измерений, характерная для этого типа систем, необходима в самых разных сферах: астрономии, биологии, археологии, а также во многих междисциплинарных областях. Квантовый подход к измерениям позволяет преодолеть сильную зависимость от времени, свойственную классическим измерительным методам.

Недавно исследователи из МФТИ и их коллеги решили внести свой вклад в развитие квантовых технологий и создали новый алгоритм на основе искусственных сверхпроводящих атомов с повышенной чувствительностью. Последняя возникает за счёт использования не двухуровневой системы, известной как кубит, а многоуровневой: сверхпроводящей цепи, которая может использоваться для измерения магнитных полей в качестве трёхуровневой системы.

«Мы оптимизировали время взаимодействия многоуровневого атома и магнитного поля на каждом шаге алгоритма. Оказалось, что линейное увеличение времени взаимодействия на каждом шаге является оптимальной процедурой. В результате алгоритм так и назвали: Linear Ascending Metrological Algorithm, или просто LAMA», — поясняет один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории физики квантовых информационных технологий МФТИ Никита Кирсанов.

Исследователь отметил, что в испытаниях алгоритм показал свою эффективность и превосходство по сравнению с другими подобными технологиями. Квантовый сенсор может быть применён как для измерений живых тканей, так и установлен на космический спутник, чтобы собирать данные о далёких областях космоса.

Фото: Дарья Сокол, МФТИ