سیستم‌های کوانتومی تا زمانی که تحت آزمایش و اندازه‌گیری قرار نگرفته‌اند، به طور همزمان در مجموعه‌ای از حالت‌های ممکن قرار دارند. اندازه‌گیری یک سیستم کوانتومی باعث می‌شود که سیستم در یکی از این حالت‌ها قرار گیرد، اما پس از انجام آزمایش و اندازه‌گیری به طور معمول نمی‌توان اطلاعات مربوط به زمان قبل از اندازه‌گیری را بازیابی کرد. با این حال اخیرا گروهی از دانشمندان استرالیایی روشی را برای در هم تنیده کردن سیستم‌های کوانتومی یافته‌اند که اجازه بازیابی اطلاعات مربوط به حالت سیستم پیش از انجام اندازه‌گیری را به آن‌ها می‌دهد.

انجام اندازه‌گیری بر روی یک سیستم کوانتومی، یک حالت را از میان مجموعه‌ای از حالت‌های ممکن برای آن سیستم انتخاب می‌کند. این فرآیند برگشت‌ناپذیر است، چرا که سیستم هیچ اطلاعاتی را در مورد حالتی که پیش از انجام اندازه‌گیری داشت حفظ نمی‌کند. با این حال گروهی از فیزیکدانان به تازگی روش جدیدی را برای «بازیابی داده‌ها» بر مبنای تکنیک‌های تصحیح خطا که در محاسبات کوانتومی استفاده می‌شود ابداع کرده‌اند. آن‌طور که در فیزیکال ریویو لترز آمده است، این فیزیکدانان یک بخش از سیستم کوانتومی در هم تنیده را مورد اندازه‌گیری قرار داده و سپس با استفاده از بخش دیگر (که مورد اندازه‌گیری قرار نگرفته بود) همه چیز را به حالت قبل از مشاهده بازگرداند.

در یک کامپیوتر کوانتومی، واحد اطلاعات کیوبیت نام دارد که می‌تواند در آن واحد در دو حالت «صفر» و «یک» قرار بگیرد. این برهم‌نهی به طور مستقیم قابل مشاهده نیست، چرا که انجام اندازه‌گیری بر روی کیوبیت می‌تواند فقط یکی از دو این حالت صفر یا یک را برگرداند. هنگامی که سیستم تحت اندازه‌گیری قرار می‌گیرد، حالت اولیه غیر قابل برگشت می‌شود و بنابراین کپی کردن یا تهیه نسخه پشتیبان از کیوبیت برای جبران خطاهای به وجود آمده در محاسبات کوانتومی عملا غیرممکن می‌شود. با این حال در هم تنیده کردن چند کیوبیت می‌تواند راهی را برای تشخیص و تصحیح خطاهای کوانتومی به وجود بیاورد.

خطاها و انجام اندازه‌گیری هر دو تغییرات مشابهی را به یک سیستم کوانتومی القا می‌کنند. از این رو فیلیپ شیندلر (Philipp Schindler) و همکارانش از دانشگاه اینسبراک استرالیا یک پروتکل تصحیح خطا ایجاد کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توان اطلاعات کوانتومی را پس از هر بار اندازه‌گیری بازیابی کرد. آن‌ها کار خود را با رمزگذاری یک حالت اولیه دلخواه در سیستمی متشکل از سه یون کلسیم محبوس شروع کردند و سپس دو مورد از این سه یون را به طور موقت برانگیخته نمودند تا آن‌ها را از لحاظ انرژی نسبت به پرتوی نوری که نقش آن معین کردن حالت یون سوم بود منزوی کنند. در نهایت آن‌ها برای خنثی کردن اثرات این اندازه‌گیری یون‌ها را مجددا سرد کردند و حالت اولیه سیستم را با استفاده از دو یون فوق بازیابی نمودند. آرایش سه تایی نهایی تا 84% با آرایش سه تایی اولیه مطابقت داشت.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.070403

مرجع:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i7/e070403