Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1455
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
  • 30.09 01:10
  • 1
Бахвальство Трампа в ООН не впечатлило ни Си, ни Путина, ни Иран (Bloomberg, США)
  • 29.09 20:14
  • 0
Комментарий к "Президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев поручил создать армию нового образца"
  • 29.09 19:03
  • 0
Комментарий к "В Евросоюзе обсуждают свой аналог статьи НАТО о коллективной обороне"
  • 29.09 18:07
  • 0
Ретро-взгляд :) на начало XXI в.
  • 29.09 17:46
  • 1
Вуз не должен быть сам по себе: КНР готовит реформу системы высшего образования
  • 29.09 17:18
  • 2
Президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев поручил создать армию нового образца
  • 29.09 13:44
  • 1
«Никогда не презирайте неприятеля»: чем закончится операция ВСУ «Вивальди»
  • 29.09 12:04
  • 1
Embraer передала ВВС Узбекистана первый самолет ВТА C-390 Millennium
  • 29.09 11:54
  • 1
На Як-130М увеличат вероятность поражения дрона
  • 29.09 11:28
  • 3
Новая модификация БТР-60МБЗ от Госкомвоенпрома Беларуси: синтез проверенной надежности и современных технологий
  • 29.09 02:14
  • 4
Выступление Биньямина Нетаньяху на Генассамблее ООН (ООН, США)
  • 29.09 01:56
  • 0
Комментарий к "Можно ли было избежать СВО? Что происходило в декабре 2021-го и почему переговоры не сработали"
  • 29.09 01:33
  • 1
Минфин Британии выделил миллиарды фунтов на плавучие доки для атомных подлодок
  • 28.09 17:31
  • 0
Комментарий к "Лавров: если Европа захочет воевать с Россией, война будет «очень короткой»"
  • 28.09 10:38
  • 16405
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния