Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1314
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
  • 26.01 19:38
  • 13762
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 26.01 16:06
  • 1
Антон Алиханов и Максим Решетников оценили ход модернизации Казанского авиазавода
  • 26.01 02:40
  • 1
Американское издание: Украина запросила у США вооружения для ударов по территории России
  • 26.01 01:31
  • 1
Тысячи уклонений: спутники КНР идут на таран, изматывая космические аппараты Starlink
  • 25.01 19:16
  • 6
«Били, будут бить и добьют». Смогут ли США стереть Иран с лица земли?
  • 25.01 07:10
  • 120
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 24.01 21:44
  • 193
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 24.01 19:10
  • 1
Комментарий к "«Ненависть ко всему русскому». Что скрывается за словами главы МО Украины об убийствах"
  • 24.01 15:02
  • 1
Путин призвал оснащать ВС РФ умной техникой на базе отечественных решений
  • 24.01 14:49
  • 98
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.01 12:25
  • 2
Комментарий к "В России предрекли уничтожение самолетов дронами-ПВО"
  • 24.01 02:27
  • 7
Касательно "ФЛОТ УМИРАЕТ БЕЗ АВИАНОСЦА: Сивков о предательстве интересов России | Безруков и Сивков"
  • 23.01 19:42
  • 2
Армия США показала облегченный танк Abrams с гибридным двигателем
  • 23.01 19:12
  • 0
Комментарий к "Армия США показала облегченный танк Abrams с гибридным двигателем"
  • 23.01 07:13
  • 0
Статья: "Russia Will Never Be an ‘Aircraft Carrier Superpower’ Like America"