Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1188
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
  • 26.04 21:57
  • 8642
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 26.04 21:10
  • 15
Генерал-майора Ивана Попова приговорили к пяти годам колонии общего режима и лишили звания
  • 26.04 20:59
  • 4
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 26.04 20:56
  • 10
"Вампиры" против "Гераней" на Украине
  • 26.04 20:38
  • 1475
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 26.04 20:20
  • 39
Командующий ВВС США в Европе о роли авиации в боевых действиях на Украине
  • 26.04 19:58
  • 21
Российские системы ПВО: первый опыт реального боевого применения
  • 26.04 02:52
  • 2
СМИ: японские военные вышли на финишную прямую в создании рельсотрона
  • 25.04 19:36
  • 1
Массированная атака украинских БПЛА на Крым может быть подготовкой к десантной операции
  • 25.04 17:11
  • 0
БПЛА для Беларуси – запас карман не тянет!
  • 25.04 17:11
  • 40
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 25.04 16:54
  • 0
Некоторые аспекты устойчивости обороны в современных вооружённых конфликтах
  • 25.04 16:22
  • 1
В Москве состоялось расширенное заседание Военного совета Сухопутных войск
  • 25.04 15:56
  • 1
На Украине показали заброшенную БМП на шасси Т-55
  • 25.04 15:49
  • 1
Стрельбу доработанного БТР-82А показали на видео