Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1351
0
+1
Российский квантовый центр
Российский квантовый центр.
Источник изображения: РНФ

Группа ученых из Российского квантового центра продемонстрировала возможность масштабирования квантовых компьютеров, не наращивая количество квантовых носителей информации, а используя их дополнительные уровни.

Главное преимущество квантовых вычислений - способность на порядки быстрее решать определенные классы задач. Если классический бит находится в состоянии 0 или 1, то квантовый бит (кубит) способен принимать оба состояния сразу: и 0, и 1. Это свойство, наряду с квантовой запутанностью, позволяет квантовым вычислительным устройствам по мере увеличения числа кубитов наращивать мощность экспоненциально.

Вместе с тем, основным барьером для эффективного применения технологии остается недостаточное количество кубитов, связанное со сложностью контроля множества независимых частиц. Так, для решения оптимизационных задач необходимы тысячи кубитов, для анализа структуры кофактора нитрогеназы - 4 млн кубитов, а для взлома криптографического алгоритма RSA - около 20 млн кубитов.

В ходе исследования ученые предложили оптимальную схему для реализации одной из ключевых операций, используемой практически во всех квантовых алгоритмах - гейта Тоффоли. Однако вместо кубитов физики применили разновидность многоуровневых квантовых систем (кудитов) - кутриты. В отличие от кубитов, кутриты могут находиться в 3 состояниях одновременно, что позволяет повысить производительность вычислений и качество квантовых операций. Схема была продемонстрирована на сверхпроводниковом квантовом компьютере. Полученные результаты позволят значительно ускорить внедрение квантовых вычислений в индустриальную среду.

"Реализация кубитов с помощью реальных физических систем предполагает определенную идеализацию - количество уровней в атомах, ионах, сверхпроводниковых цепочках и других системах обычно больше двух, - сообщил Алексей Федоров, автор исследования, руководитель научной группы "Квантовые информационные технологии" в Российском квантовом центре. - Идея кудитных квантовых процессоров состоит в том, чтобы использовать дополнительные уровни физических систем для увеличения качества реализации квантовых операций и "более плотного" кодирования квантовой информации. Для демонстрации схемы был выбрал сверхпроводниковый квантовый компьютер. В России в рамках проекта Лидирующего исследовательского центра (ЛИЦ) идет работа по созданию кудитного квантового компьютера на ионах".

Результаты эксперимента, проведенного при поддержке Российского научного фонда, опубликованы в одном из наиболее авторитетных международных журналов в области физики Physical Review A.

Права на данный материал принадлежат RusNanoNet.ru
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 18.04 13:14
  • 1
В России сочли ВМФ России одноразовым
  • 18.04 13:07
  • 15568
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 18.04 12:53
  • 9
Нужна ли России морская авиация, и, если да, то какая?
  • 18.04 09:58
  • 1092
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 18.04 02:08
  • 0
Комментарий к "ЗРК «Тор-М2» постоянно накапливают бесценный боевой опыт!"
  • 18.04 01:38
  • 2
В ПАО "Яковлев" назвали дату первого полета Як-130М
  • 18.04 01:31
  • 0
Комментарий к "Российскому аналогу NASAMS на шасси «Урала» предрекли впечатляющую эффективность"
  • 17.04 23:08
  • 0
Комментарий к "Западу для войн нового типа понадобилась Украина"
  • 17.04 12:34
  • 1
Маск и Киев реализовали «белые списки» для Starlink: как сказалось на фронте
  • 17.04 11:28
  • 3
Путин сможет отправлять военных на защиту соотечественников от ареста за границей (The Times, Великобритания)
  • 17.04 11:23
  • 1
Китайский военный ИИ во время испытаний превзошел реальных командиров
  • 17.04 10:00
  • 1
Перехват российских Ту-142 у Аляски дюжиной самолетов объяснили
  • 17.04 09:52
  • 1
Шойгу: Россия имеет право на самооборону в случае атак дронов из Прибалтики
  • 17.04 09:46
  • 1
В США признали лидерство России в одной сфере
  • 17.04 05:20
  • 2
Удар по базе США в Кувейте нанесли не дроны, а два Су-24 с иранскими пилотами