Optimization of quantum computations: the impact of the Doppler effect on cubit coherence

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The Doppler effect, arising from the relative motion between the source and the observer, plays a significant role in quantum computations, particularly in the context of decoherence and the state of qubits. In quantum systems where information is encoded in the states of qubits, changes in the frequency of photons caused by the Doppler effect can lead to coherence violations and a decrease in computational accuracy. These changes can cause state mixing and complicate the management of quantum interactions, increasing the probability of errors. Understanding and accounting for the Doppler effect is critically important for designing robust quantum systems, as it can manifest in various types of qubits, including photonic, atomic, and ion qubits. To minimize the impact of the Doppler effect, it is necessary to develop error correction methods and utilize technologies such as polarizing filters or feedback systems. Thus, studying the Doppler effect deepens our understanding of the mechanisms of decoherence and contributes to the creation of more stable and efficient quantum computing systems.

About the authors

Rustam Kh. Rakhimov

Institute of Materials Science of the Academy of Science of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: rustam-shsul@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-6964-9260
SPIN-code: 3026-2619

Dr. Sci. (Eng.); Head, Laboratory No. 1, Institute of Renewable Energy Sources

Uzbekistan, Tashkent

References

  1. Buijs-Ballot C.H.D. Acoustic changes in the Netherlands electric trains, non-linear measurements of the theory of Professor Doppler. Annals of Physics and Chemistry. 1845. Vol. 66. Pp. 321–351. (In German)
  2. Detlaff A.A., Yavorskii B.M. Course of physics. Vol. 3: Wave processes. Optics. Atomic and nuclear physics. Moscow: Vysshaya Shkola, 1979. 511 p.
  3. Landau L.D., Lifshitz E.M. Theoretical physics. Vol. II: Field theory. Moscow: Nauka, 1988. 512 p.
  4. Streltsov V.N. Ives-Stilwell experiment and relativistic length. In: Brief communications of JINR. Dubna: JINR Publishing Department, 1992.
  5. Champeney D.C., Isaak G.R., Khan A.M. A time dilatation experiment based on the Mössbauer effect. Proceedings of the Physical Society. 1965. Vol. 85. No. 3. Pp. 583–593. doi: 10.1088/0370-1328/85/3/317.
  6. Zhilin P.A. Galileo’s relativity principle and Maxwell’s equations. St. Petersburg: Polytechnic University Publishing House, 2012. 584 p.
  7. Genike A.A., Pobedinsky G.G. Global satellite positioning systems and their application in geodesy. Moscow: Kartgeocenter, 2004. 355 p.
  8. Bogushevich A.Ya. Krasnenko N.P. Doppler effect in acoustics of an inhomogeneous moving medium. Acoustic Journal. 1988. Vol. 34. No. 4. Pp. 598–602. (In Rus.)
  9. Ostashev V.E. The Doppler effect in a moving medium and the change in the direction of propagation of sound emitted by a moving source. Acoustic Journal. 1988. Vol. 34. No. 4. Pp. 700–705. (In Rus.)
  10. Bogushevich A.Ya. On the derivation of a formula for the Doppler effect in geometric acoustics of an inhomogeneous moving medium. Acoustic Journal. 1994. Vol. 40. No. 6. Pp. 899–902. (In Rus.)
  11. Kologrivov V.N., Tishchenkova V.V. Optical Doppler effect. Physics Education in Higher Education Institutions. 2002. Vol. 8. No. 4. Pp. 72–77. (In Rus.)
  12. Rakhimov R.Kh. Possible mechanism of the pulsed quantum tunneling effect in photocatalysts based on nanostructured functional ceramics. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 26–34. doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
  13. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P. Pulse tunneling effect. Features of interaction with matter. Observer effect. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 2. Pp. 115–144. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-115-144. EDN: MWBRQW.
  14. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P. New approaches to the synthesis of functional materials with specified properties under the action of concentrated radiation and pulsed tunneling effect. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 1. Pp. 214–223. (In Rus.). doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-214-223. EDN: EYKREQ.
  15. Rakhimov R.Kh. Pulsed tunneling effect: Fundamental principles and application prospects. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 1. Pp. 193–213. (In Rus.). doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-193-213. EDN: EWSBUT.
  16. Rakhimov R.Kh. Potential of ITE to overcome technical barriers of quantum computers. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 3. Pp. 11–33. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-11-33. EDN: PZNUYI.
  17. Rakhimov R.Kh. Interrelation and interpretation of effects in quantum mechanics and classical physics. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 3. Pp. 98–124. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-98-124. EDN: QEHXLV.
  18. Rakhimov R.Kh. Pulsed tunneling effect: new prospects for controlling superconducting devices. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 3. Pp. 161–176. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-161-176. EDN: QBGGDW.
  19. Rakhimov R.Kh. Fractals in quantum mechanics: from theory to practical applications. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 3. Pp. 125–160. doi: 10.33693/2313-223X-2024-11-3-125-160. EDN: QFISKE.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».