Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1195
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
  • 17.05 08:59
  • 21
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 17.05 08:01
  • 8889
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 17.05 07:59
  • 3
"Таллин играет с огнем". Эстония пыталась задержать направлявшийся в Россию танкер
  • 17.05 07:56
  • 0
Ответ на пост ЗНШ (исчерпан суточный лимит на ответы в ветках, да и текст длинноват)
  • 17.05 05:21
  • 1480
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 17.05 01:43
  • 1
Мой последний пост здесь о lend-lease'е для СССР во время ВМВ
  • 16.05 19:06
  • 1
Сделать что-то продвинутое: показаны кадры установки мин роботизированным комплексом, созданным бойцами ГВ «Запад»
  • 16.05 18:50
  • 1
Путин присудил премию маршала Жукова создателям снарядов для ТОС-1А и ТОС-2
  • 16.05 17:07
  • 0
Согласованная военная политика – гарантия безопасности Союзного государства
  • 16.05 16:35
  • 0
Польша на распутье: прагматичный лидер или принципиальный оппонент Кремля
  • 16.05 15:29
  • 1
МИД Турции: ради мирного решения на Украине сторонам нужно пойти на уступки
  • 16.05 08:12
  • 1
Мерц: Германия стремится к созданию самой сильной конвенциональной армии в Европе
  • 16.05 05:21
  • 0
Еще о lend-lease'е - я нашел старый (первый попавшийся мне много лет назад) текст с претензиями на полноту
  • 16.05 03:05
  • 0
О роли lend-lease'а для СССР в 1942-45 гг.
  • 16.05 02:28
  • 8618
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков