Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1282
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
  • 24.11 03:20
  • 10
Прогнозы Илона Маска: ИИ полностью заменит работающих за компьютерами. Приложения исчезнут, а звук и изображение будет создавать ИИ
  • 23.11 20:47
  • 11579
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.11 18:41
  • 9
Российский авиалайнер МС-21 будут укорачивать и дорабатывать — это позволит увеличить дальность полёта
  • 23.11 18:03
  • 1
Ту-22М3М может нести МБР(17 тонн ,2 боевых блока по 100 кт ,10000 км ) , стартовать с аэродрома в районе Красноярска ,или с модифицированной трассы Сибирь -Новосиб. -Краснноярск-Иркутск
  • 23.11 16:20
  • 1540
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 23.11 16:12
  • 40
ВЭБ, "Ростех" и "Росатом" построят 25 заводов по утилизации отходов
  • 23.11 05:31
  • 0
И еще к вопросу о русском патриотизме.
  • 22.11 21:12
  • 185
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 22.11 18:26
  • 18
Основатель Amazon объявил о создании тяжелой космической ракеты
  • 22.11 15:44
  • 0
re:Кино на русском языке , может подойдёт/ Василий КУПЦОВ, генерал-майор милиции, начальник МУР (1994 -1996 гг.):— Современные сериалы не смотрю, потому что когда пытался, то периодически наталкивался в них на моменты, дискредитирующие образ сыщика,
  • 22.11 14:56
  • 2
Баллистика - траектории -минимально затратная ,настильная,планирующие боевые блоки
  • 22.11 04:50
  • 0
Комментарий к "Новый план США по Украине: убрать последние препятствия на пути к прочному миру?"
  • 21.11 18:47
  • 1
re:системы связи inwave.ru 2025 TRX-8D 10 Мбит/с на расстоянии 500 км,работоспособна с АФАР,прямое расширение помехоустойчивым кодом (DSSS) + ППРЧ (FHSS) сигнал с полосой 80 МГц ,габаритные размеры мм 126х60х35 ,масса г 300
  • 21.11 18:10
  • 7
Новый план США по Украине: убрать последние препятствия на пути к прочному миру?
  • 21.11 16:26
  • 19
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону