Physiker der Griffith University (Australien) und der National University of Singapore haben einen photonischen Quantenprozessor entwickelt, der gleichzeitig mehrere Szenarien für die zukünftige Entwicklung eines Systems berücksichtigen kann. Der Artikel von Wissenschaftlern wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Forscher haben ein Gerät implementiert, das mehrere Münzwürfe simuliert, deren zwei mögliche Zustände (Kopf und Zahl) möglicherweise nicht gleich wahrscheinlich sind. Es erzeugt eine Überlagerung aller möglichen Zukünfte drei Schritte voraus, indem die Quantenzustände eines einzelnen Photons codiert werden.
Während des Experiments könnte ein Photon mit zwei verschiedenen Quantenzuständen zu einer von 16 verschiedenen Zukünften gelangen. Schließlich berechnete der Quantenprozessor die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Zufallsprozesses.
Informationen über die Vergangenheit wurden in nicht orthogonalen Zuständen der Photonenpolarisation codiert. Den Forschern ist es gelungen, die für die Analyse stochastischer Prozesse erforderliche Speicherkapazität zu reduzieren, dh den zukünftigen Zustand eines Systems zu bestimmen, das von verschiedenen Zufallsfaktoren beeinflusst wird. Die experimentell bestimmten Wahrscheinlichkeiten des Ergebnisses lagen nahe an den theoretisch berechneten Werten.
In früheren Arbeiten wurde die Überlagerung (Quantenkohärenz) nur für einen Simulationszyklus beibehalten, wonach die entsprechenden Informationen in den klassischen und nicht in den Quantenspeicher übertragen werden müssen. Dies erhöhte den Speicherbedarf, der zur Berechnung der Wahrscheinlichkeiten des Ergebnisses eines stochastischen Prozesses erforderlich ist, dramatisch.
