Квантовая томография - основная процедура для оценки параметров квантовых каналов связи и качества реализации логических операций в квантовых компьютерах. На основе статистической обработки экспериментальных данных томография квантовых процессов позволяет построить модель, описывающую, как преобразуются квантовые состояния в экспериментальной установке, и понять, насколько это преобразование похоже на требуемое.

С ростом размерности пространства состояний, например, с увеличением числа кубитов в квантовом регистре, объём данных, необходимых для точной реализации этой статистической процедуры, растёт очень быстро (экспоненциально по числу кубитов), что делает квантовую томографию процессов, происходящих со сложными системами, практически невозможной.Существуют способы уменьшить необходимое число измерений, если экспериментатор обладает какой-то априорной информацией об исследуемом процессе. Но зачастую такой информации либо вообще нет, либо в ней нельзя быть до конца уверенным

В работе сотрудников Центра квантовых технологий физического факультета МГУ, выполненной в сотрудничестве с коллегами из Национального университета Сеула, Института Макса Планка наук о свете в Эрлангене и мадридского Universidad Complutense предложен и реализован способ обойти эти затруднения. Результаты работы опубликованы в журнале «Physical Review A».

В исследовании описан адаптивный алгоритм сбора данных, теоретически разработанный Y.S.Teo с коллегами и экспериментально апробированный и подтвержденный в лабораториях Центра квантовых технологий.

Данный алгоритм позволяет оценивать необходимое для точного восстановления квантового процесса число измерений он-лайн, прямо по ходу эксперимента, основываясь на уже полученных знаниях о процессе.

В экспериментах, проведённых сотрудниками ЦКТ Глебом Стручалиным и Егором Ковлаковым, было продемонстрировано, что предложенный алгоритм работает на практике и позволяет значительно сократить необходимое число измерений, а значит и затраченное на процедуру время.