Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1421
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
  • 30.07 05:34
  • 0
Комментарий к "Чем русская гвардия отличалась от советской"
  • 30.07 02:25
  • 1
Робот-паук QuadBoat сможет бегать по воде и спасать тонущих людей
  • 30.07 02:15
  • 1
На Украине отмечают рост у ВС РФ количества средств для противодействия Starlink
  • 29.07 20:44
  • 0
Комментарий к "Страсти по «Арене-М»: изобрела ли Россия панацею для защиты танков от FPV-дронов?"
  • 29.07 18:45
  • 0
Комментарий к "Главная причина поражений в июне 1941 года"
  • 29.07 17:42
  • 0
Комментарий к "Индия испытала замену С-400"
  • 29.07 15:59
  • 2
Моисеев: для ВМФ построят новейший фрегат водоизмещением более 9 тыс. тонн
  • 29.07 15:51
  • 4
«Снесем все к чертовой матери!» Стоит ли России ударить по производителям БПЛА в Европе?
  • 29.07 15:39
  • 1
Forbes: удары ВС РФ по портам парализовали украинский железорудный экспорт
  • 29.07 12:39
  • 1
Страсти по «Арене-М»: изобрела ли Россия панацею для защиты танков от FPV-дронов?
  • 29.07 10:36
  • 1
Катапульта ударившей по Одессе российской «Бандероли» попала на фото
  • 29.07 10:29
  • 1
Нидерланды заказали новейшие системы обнаружения подлодок для гражданского флота
  • 29.07 10:04
  • 6
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 29.07 09:59
  • 1
Индия испытала замену С-400
  • 29.07 05:41
  • 0
Комментарий к "Почему некогда могущественный Древний Египет растерял влияние и потерял независимость"