Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1398
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
  • 09.07 00:38
  • 1147
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 08.07 22:23
  • 16242
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.07 19:37
  • 0
Комментарий к "Почему этот самолёт не смогла сбить ни одна из 4000 выпущенных по нему ракет"
  • 08.07 18:44
  • 0
Комментарий к "Если Европа хочет спасти НАТО, то она все делает неправильно (The New York Times, США)"
  • 08.07 13:25
  • 1
Вице-премьер Мантуров оценил потребности промышленности в кадрах до 2032 года
  • 08.07 13:15
  • 1
Россия ускоряет выпуск SJ-100: на заводе запустили схему, которой раньше не было
  • 08.07 12:59
  • 1
В правительстве заявили о проблемах дальнейшего роста ОПК
  • 08.07 05:44
  • 2
На саммите НАТО Рютте призвал к «трансатлантической революции» в сфере ОПК
  • 08.07 02:52
  • 0
Комментарий к "И-16: что один истребитель говорит о логике советского авиапрома 1930-х"
  • 08.07 00:12
  • 0
Комментарий к "Открытие «южных ворот»" и "Развязать узел: как освобождение Константиновки меняет ситуацию на фронтах СВО"
  • 07.07 13:16
  • 4
«Горы старого железа»: глава MHI об идее массового выпуска БПЛА на автозаводах
  • 06.07 19:54
  • 0
Комментарий к "Порошенко: Украина должна снова удивить мир, как уже делала это после 2014 года"
  • 06.07 19:13
  • 0
Комментарий к "Балтийская угроза"
  • 06.07 19:10
  • 3
Комментарий к "Стоило ли СССР прощать врагов после Великой Отечественной войны?"
  • 06.07 18:40
  • 1
Порошенко: Украина должна снова удивить мир, как уже делала это после 2014 года