Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1372
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
  • 28.05 14:27
  • 0
Беларусь как повод: чужая игра на чужом поле
  • 28.05 13:49
  • 0
Политический парадокс
  • 28.05 13:37
  • 15920
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.05 10:18
  • 3
Картаполов назвал причину отсутствия ударов по мостам через Днепр
  • 28.05 09:07
  • 0
Фарисеи: «мораль» на публику
  • 28.05 08:00
  • 4
Су-35С уничтожают БПЛА на дальних подступах, рассказал летчик
  • 28.05 06:08
  • 0
Комментарий к "На Западе у Су-35 выявили важные преимущества перед F-35"
  • 27.05 23:58
  • 0
Комментарий к "Партнёрский сюрприз: США на треть сократят число своих истребителей в Европе"
  • 27.05 22:35
  • 0
Комментарий к "Россия поставила Алжиру самые дальнобойные истребители в мире: Су-34 расширяют боевые возможности страны (Military Watch Magazine, США)"
  • 27.05 19:08
  • 0
Комментарий к "Картаполов назвал причину отсутствия ударов по мостам через Днепр"
  • 27.05 18:30
  • 1117
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 27.05 11:52
  • 0
Вглядываясь в перспективу
  • 27.05 11:43
  • 1
Замена легендарным Ан-2 вышла на финишную прямую
  • 27.05 10:48
  • 1
Пентагон поспорил со SpaceX из-за цены на Starlink
  • 27.05 10:43
  • 4
Еще один модернизированный бомбардировщик Ту-160М