Eine kürzlich durchgeführte Studie von Forschern hat die Quanteneigenschaften des IBM Quantum System One Computers getestet. Das Ziel der Studie war es, die Verschränkung der generalisierten GHZ-Zustände von n-Qubits durch die Messung von Bell-Ungleichungen zu untersuchen. Diese Bell-Ungleichungen leiten sich aus der nicht-adaptiven, auf Messungen basierenden Quantenberechnung (NMQC) ab, einer Art von Quantenberechnung, die auf der Verletzung einer multipartiten Bell-Ungleichung beruht, um eine nichtlineare Funktion erfolgreich zu berechnen.

Die Forscher wollten zwischen nicht-lokaler Korrelation und lokaler verborgener Variable (LHV) unterscheiden, indem sie multivariate boolesche Funktionen berechneten. LHVs können nur lineare Funktionen berechnen, während quantenmechanische Korrelationen jede mögliche boolesche Funktion erzeugen können und somit als Indikator für multipartite Verschränkung dienen. Sie verwendeten NMQC im IBM-Quantum-Computer, um verschiedene nichtlineare Funktionen zu berechnen und zu zeigen, dass diese Methode zur Charakterisierung von Quantengeräten verwendet werden kann.

Die Studie fand eine Verletzung der Bell-Ungleichungen für maximal sieben Qubits, was die nicht-klassischen Eigenschaften des IBM Quantum System One aufzeigt. Die Ergebnisse wurden mit einer früheren Implementierung von NMQC unter Verwendung von Photonen verglichen.

Benchmarks werden in der NISQ-Ära wesentlich, in der kommerzielle Quantencomputer mit Dutzenden bis Hunderten von fehleranfälligen Qubits eingesetzt werden. Benchmarking-Protokolle zielen darauf ab, die Komplexität und Leistung der Quantenmaschinen zu erfassen und gehen über die Hardwareeigenschaften hinaus. Anwendungsbenchmarks wie die Erzeugung und Überprüfung von Verschränkung liefern wertvolle Informationen über die Fähigkeiten von Quantengeräten.

NMQC ist eine Methode zur Berechnung multivariabler Funktionen unter Verwendung nicht-adaptiver Messungen in einem Zustand mit l-qubit-Ressourcen. Wenn die Statistik der Messungen durch lokale verborgene Variablen beschrieben wird, ist die Ausgabe auf lineare Funktionen beschränkt. In dieser Studie wurde NMQC im IBM Quantum System One implementiert, wodurch multipartites Verschränkung für verschiedene Funktionengrößen nachgewiesen wurde.

Diese Forschung trägt zu unserem Verständnis quantenmechanischer Geräte und ihrer Quanteneigenschaften bei. Sie hebt das Potenzial und die Grenzen des IBM Quantum System One hervor und liefert wertvolle Informationen für zukünftige Anwendungen der Quantenberechnung.

Quellen:
– [Quelle 1]
– [Quelle 2]
– [Quelle 3]