Os pesquisadores encontraram ouro quântico - e criaram uma nova palavra - recrutando o aprendizado de máquina para navegar com eficiência em um mapa do tesouro quântico de 20 dimensões.

O físico Dr. Markus Rambach, do Centro de Excelência para Sistemas Quânticos Projetados (EQUS) da Universidade de Queensland, disse que a equipe foi capaz de encontrar estados quânticos desconhecidos com mais rapidez e precisão, usando uma técnica chamada tomografia autoguiada.

A equipe também introduziu o 'quvigint', que é como um qubit (a versão quântica de um bit clássico que assume os valores '0' ou '1'), exceto que não assume dois, mas 20 valores possíveis.

Dr. Rambach disse que estados quânticos de alta dimensão, como quvigints, são ideais para armazenar e enviar grandes quantidades de informações com segurança.

Contudo, encontrar estados desconhecidos torna-se cada vez mais difícil em dimensões superiores, porque a mesma escala que dá aos dispositivos quânticos seu poder também limita nossa capacidade de descrevê-los.

Ele disse que esse problema era semelhante a navegar em um mapa do tesouro quântico de alta dimensão.

"Nós sabemos onde estamos, e que existe um tesouro, mas não sabemos que caminho seguir para chegar lá, "Dr. Rambach disse.

"Usando tomografia padrão, este problema seria resolvido determinando primeiro em quais direções você precisa olhar para garantir que cobrirá todo o mapa, em seguida, coletar e armazenar todos os dados relevantes, e, finalmente, processar os dados para encontrar o tesouro.

"Em vez de, usando tomografia autoguiada, escolhemos duas direções aleatoriamente, tente os dois, escolha aquele que nos aproxima do tesouro com base nas pistas do algoritmo de aprendizado de máquina, e, em seguida, repita isso até chegarmos a ele.

"Essa técnica economiza muito tempo e energia, o que significa que podemos encontrar o tesouro - o quvigint desconhecido - muito mais rápida e facilmente. "

Para ilustrar a técnica, a equipe simulou um quvigint viajando pela atmosfera, como seria ao ser usado para enviar informações quânticas entre dois pontos na Terra ou para um satélite.

Enquanto o quvigint viaja, é modificado pela turbulência atmosférica.

A tomografia padrão é muito suscetível a este tipo de ruído, mas, usando a tomografia autoguiada, a equipe foi capaz de reconstruir o quvigint original com alta precisão.

Dr. Jacq Romero, também na EQUS e UQ, disse que a tomografia autoguiada era diferente de outros métodos para encontrar estados quânticos desconhecidos.

"A tomografia autoguiada é eficiente, preciso, robusto ao ruído e facilmente escalável para dimensões elevadas, como quvigints, "Dr. Romero disse.

"A tomografia autoguiada é um método de tomografia robusto que é agnóstico ao sistema físico, portanto, pode ser aplicado a outros sistemas, como átomos ou íons. "

O estudo é publicado em Cartas de revisão física .