Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1166
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
  • 04.03 03:00
  • 1
Названы сроки спуска на воду дока-понтона "Амурец"
  • 04.03 02:58
  • 7
О стратегии Путина-Шойгу в смысле подготовки к войне
  • 04.03 02:25
  • 1
Как мир попал в редкоземельную зависимость от Китая
  • 04.03 02:11
  • 1
Цель и указания: в артиллерийских бригадах созданы дивизионы БПЛА
  • 03.03 22:55
  • 1
Военкор: Нашей современной армией забрать силой Одессу, Киев и Львов мы не сможем
  • 03.03 14:58
  • 7863
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.03 06:00
  • 1
Экс-командующему 58-й армией Ивану Попову изменили меру пресечения, снова отправив в СИЗО
  • 03.03 02:41
  • 2
На Западе рассказали о новой тактике российских штурмовиков
  • 03.03 01:48
  • 0
Ответ на "Симметричные меры"
  • 02.03 13:56
  • 1459
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 02.03 13:06
  • 19
Затопить МКС как можно скорее: почему Маск прав и отчего орбитальные станции считали «паровозом» еще советские космонавты
  • 02.03 07:55
  • 6
Проблемы с самолетом "Байкал"
  • 02.03 02:46
  • 2
«Системы спутниковой коррекции покинули чат»: Российский канал утверждает, что авиабомбы с УМПК перестали попадать в цель
  • 01.03 21:38
  • 0
Ответ на "Мир на ядерном распутье - Мнения ТАСС"
  • 01.03 10:35
  • 20
Украина получит два 35-мм зенитных артиллерийских комплекса Rheinmetall Skynex