Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1328
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
  • 08.03 11:11
  • 351
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 08.03 04:48
  • 14839
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.03 00:31
  • 0
Комментарий к "В России прокомментировали заявления о якобы сбитом Як-130 Ирана"
  • 07.03 21:57
  • 0
Комментарий к "Иран против США: технологические возможности стран на поле боя"
  • 07.03 14:13
  • 105
МС-21 готовится к первому полету
  • 07.03 12:44
  • 1
В зоне СВО заметили танк с ЗЭТ-1
  • 07.03 12:38
  • 2
Трамп: Америка обладает безграничными запасами оружия и может воевать вечно
  • 07.03 08:21
  • 0
По поводу "Макрон разбушевался: сможет ли президент Франции взять Европу под ядерное крыло"
  • 07.03 06:27
  • 0
Комментарий к "Вывод высокопоставленного генерала: длительные задержки с поставками F-16 на Украину стали одной из главных ошибок США в этом конфликте (Military Watch Magazine, США)"
  • 07.03 05:22
  • 0
Комментарий к "На Западе описали подготовку США к уничтожению иранских С-300"
  • 07.03 04:31
  • 1
В США российское «Изделие 30» сочли «головной болью» для Украины
  • 06.03 07:17
  • 0
Комментарий к "Новая российская авиационная крылатая ракета "Изделие 30""
  • 06.03 05:24
  • 0
Комментарий к "На Западе заявили о подготовке Ирана к получению истребителей России"
  • 06.03 02:55
  • 0
Комментарий к "Надежды Америки на быструю победу над Ираном развеялись как дым (infoBRICS, Китай)"
  • 05.03 22:39
  • 1
Новая российская авиационная крылатая ракета "Изделие 30"