Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1339
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
  • 28.03 22:20
  • 1
Если Прибалтике не ответить, дело дойдёт и до «беспилотной» блокады Калининграда
  • 28.03 22:11
  • 15232
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.03 18:27
  • 832
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 28.03 07:47
  • 12
Легкий военно-транспортный самолет Ил-112В
  • 27.03 21:20
  • 2
Комментарий к "Самолеты вертикального взлета: тупик или будущее авиации"
  • 27.03 16:49
  • 2
Дмитриев: Британии скоро не будет хватать топлива для перехвата чего-либо
  • 27.03 16:43
  • 2
Российский проект по замене чипов Texas Instruments просрочен на 3,5 года, освоено ли производство — неизвестно
  • 27.03 14:30
  • 1
Италия бесплатно передаст Индонезии списанный авианосец "Джузеппе Гарибальди"
  • 27.03 13:44
  • 5
Военный рассказал о раскрытой уязвимости военного флота США
  • 27.03 06:15
  • 0
Комментарий к "В ЕС назвали причину снижения эффективности ЗРК Patriot на Украине"
  • 27.03 01:50
  • 0
Комментарий к "Непроходной «Бал»: береговые комплексы научили атаковать корабли «волчьей стаей»"
  • 27.03 00:11
  • 0
Комментарий к "«Туз в рукаве» НАТО — ключевая инфраструктуры на востоке"
  • 26.03 17:47
  • 0
«Туз в рукаве» НАТО — ключевая инфраструктуры на востоке
  • 26.03 11:40
  • 1
В США рассказали о секретных полетах на советских «МиГах» над «Зоной 51»
  • 26.03 06:51
  • 2
Трамп и ближайший союзник Путина: к чему внезапное сближение (Newsweek, США)