Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1434
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
  • 19.08 21:32
  • 0
Ответ на пост участника с ником "Иван Иванович" - кратко ответить в ветке не получается. :)
  • 19.08 20:37
  • 344
Космонавтика Илона Маска
  • 19.08 20:31
  • 2
Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 19.08 14:28
  • 2
Первый штатный носитель 6 мегатонных Посейдонов на испытаниях
  • 19.08 12:40
  • 1
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 19.08 10:49
  • 2
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 19.08 10:42
  • 1
Россия: Британия поплатится за переданные Украине беспилотники (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 19.08 08:05
  • 1
Экономисты посчитали, насколько сильно SpaceX перевернула земную космонавтику
  • 19.08 07:06
  • 3
Гаражный креатив
  • 19.08 03:55
  • 0
Комментарий к "Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 19.08 02:58
  • 0
Комментарий к "Если Путин нападет, НАТО ответит тремя стратегиями (Bild, Германия)"
  • 19.08 02:25
  • 1
Вооруженные силы России и Киргизии завершили совместное тактическое учение
  • 19.08 00:15
  • 1
Комментарий к "«Удар, который отобьет желание воевать»: чему Россия может научиться у решимости Ирана"
  • 18.08 22:24
  • 6
Глава «Калашникова» назвал лучшее средство для уничтожения БПЛА в небе России
  • 18.08 21:12
  • 0
Комментарий к ""Коммерсантъ": США и Украина хотят модернизировать старые советские ЗРС С-300"