Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1322
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
  • 15.02 18:09
  • 14329
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.02 15:50
  • 38
КРЭТ: дирижабли с локаторами ПРО могут появиться в России
  • 15.02 11:37
  • 1
С полком и расстановкой: во всех округах созданы части войск беспилотных систем
  • 15.02 09:54
  • 1
В США указали на недостатки Су-57
  • 15.02 03:06
  • 2
Комментарий к "How Russian Air Doctrine Shaped the Su-57 “Felon” Fighter"
  • 14.02 17:04
  • 6
"Уникальные люди". Эксперт о подготовке российского спецназа
  • 14.02 13:13
  • 1
Сергей Миронов предложил отправлять на фронт тех, кто решил замедлить Telegram
  • 14.02 07:03
  • 1
Европа надорвалась в попытке превзойти США по тратам на Зеленского
  • 14.02 04:30
  • 108
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 13.02 15:47
  • 1
В России вспомнили о предшественниках современных боевых роботов
  • 13.02 15:41
  • 1
В «Ростехе» сообщили об применении танков с БПЛА для поражения одиночных целей
  • 13.02 15:19
  • 4
Если «Телега» встанет: вопросы от военных и размышления военкоров
  • 13.02 07:49
  • 100
МС-21 готовится к первому полету
  • 13.02 07:38
  • 0
Комментарий к "Рютте грозит «разрушительным» ответом, если ВС РФ заблокируют Сувалкский коридор"
  • 13.02 07:03
  • 1
Су-57 только что получил новую смертоносную систему вооружения (The National Interest, США)