Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1214
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
  • 28.06 15:38
  • 6
Россия говорит, что ее новый бронекомплект остановит пулю калибра 12,7 мм (Popular Mechanics, США)
  • 28.06 15:29
  • 1
Медведев заявил, что когда страна воюет, должна воевать и партия
  • 28.06 14:41
  • 79
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 28.06 14:27
  • 1
Назван срок первого полета «Байкала» с российским двигателем ВК-800СМ
  • 28.06 14:20
  • 14
Проблемы с самолетом "Байкал"
  • 28.06 14:12
  • 17
Тегеран подготовил ракеты для потенциального ответа США - СМИ
  • 28.06 13:55
  • 16
Российские разведывательно-ударные мультикоптеры предложат на экспорт
  • 28.06 13:51
  • 1495
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 28.06 13:47
  • 142
Подстава над Идлибом
  • 28.06 13:46
  • 26
Военкор: без десантных операций мощного прорыва обороны ВСУ российской армией можно не ждать
  • 28.06 13:41
  • 31
Украина получит два 35-мм зенитных артиллерийских комплекса Rheinmetall Skynex
  • 28.06 13:18
  • 9509
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.06 12:58
  • 54
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 28.06 12:55
  • 35
МС-21 готовится к первому полету
  • 28.06 09:55
  • 3
«Герани» предложили вооружить ракетами