Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1270
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
  • 31.10 22:41
  • 11239
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 31.10 19:58
  • 12
"Цифровая война" - новая реальность
  • 31.10 19:12
  • 0
Комментарий к "Стало известно о сценарии ядерного «второго удара» России"
  • 31.10 14:08
  • 36
США планируют практически утроить ядерный арсенал к 2050 году
  • 31.10 01:33
  • 2
Бездорожный рабочий: в войска начали массово поставлять вездеходы «Пластун-ТТ»
  • 30.10 23:56
  • 0
Об истинно-русской альтернативе ВОСР 1917 г.
  • 30.10 17:07
  • 61
МС-21 готовится к первому полету
  • 30.10 16:39
  • 2
О росте производства в богоспасаемой империи св. Николая II
  • 30.10 15:26
  • 1
В Госдуме рассказали о способном уничтожать целые государства «Посейдоне»
  • 30.10 14:40
  • 1
Путин сообщил о проведении испытаний подводного аппарата «Посейдон»
  • 30.10 12:32
  • 2
Эксперт: у России есть самолеты быстрее, чем американский Х-59
  • 30.10 03:22
  • 4
Искусственный интеллект - реальность, которую поздно отрицать
  • 30.10 03:08
  • 1
Технологии «Буревестника» применили в космических программах
  • 30.10 03:01
  • 1
План Китая по потоплению авианосца США описали одним словом
  • 29.10 23:30
  • 1
В России рассказали о совместимости «Буревестника» с «Орешником»