Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1206
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
  • 06.06 22:13
  • 8
Заявившему о невозможности укрыть военные самолеты в ангарах эксперту напомнили о Китае
  • 06.06 21:55
  • 3
Рябков: РФ восстановит самолеты, поврежденные в ходе атаки Украины 1 июня
  • 06.06 21:44
  • 9271
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 06.06 21:23
  • 2
Правительство Черногории одобрило производство БЛА при поддержке США и передачу их Украине
  • 06.06 16:25
  • 4
Ответ на "Каким будет будущее стратегической авиации России"
  • 06.06 12:44
  • 1489
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 06.06 11:20
  • 6
Каким будет будущее стратегической авиации России
  • 06.06 08:42
  • 4
Дроны ВСУ впервые атаковали Сибирь. Они вылетали из фуры, чтобы ударить по аэродрому
  • 06.06 06:57
  • 0
О мерах после атаки на мосты и аэродромы стратегической авиации.
  • 06.06 06:08
  • 174
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 05.06 21:41
  • 0
Ответ на "В России рассказали о рекордном ресурсе пушек «Терминатора»"
  • 05.06 20:10
  • 1
В России рассказали о рекордном ресурсе пушек «Терминатора»
  • 05.06 18:41
  • 10
Проблемы с самолетом "Байкал"
  • 05.06 18:30
  • 0
Ответ на "В США оценили создающую проблемы для НАТО ракету России"
  • 05.06 17:46
  • 1
Самолёт ТВРС-44 получил название «Ладога»