Войти

Ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

1257
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
  • 28.09 20:27
  • 10648
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.09 19:55
  • 0
Комментарий к "«Уралвагонзавод» рассказал о повышении точности танка Т-90М"
  • 28.09 10:13
  • 2
Что стоит за призывом США к ядерному разоружению
  • 27.09 21:17
  • 0
О неизбежности перехода (точнее, перевода) СВО в войну против европейского нацизма
  • 27.09 20:00
  • 104
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 27.09 19:45
  • 1
Комментарий на "Стала известна ценность атакованного ВСУ российского ЗРК «Бук-М3»"
  • 27.09 06:47
  • 2
Российский 350-нм фотолитограф готов к массовому производству
  • 26.09 23:22
  • 0
Комментарий к "Названа альтернатива «расточительному» «Панцирю»"
  • 26.09 21:29
  • 0
Комментарий к ""Преступник" против "Молнии": Су-57 или F-35 — кто кого? (The National Interest, США)"
  • 26.09 19:33
  • 0
Комментарий к "Что стоит за призывом США к ядерному разоружению"
  • 26.09 17:37
  • 0
В Европе правят «безответственные политики, которым плевать на собственных граждан»
  • 26.09 04:12
  • 0
Комментарий к "«Война на Украине сигнализирует о крупных потерях»: танк K2 усилят КАЗ Trophy"
  • 26.09 03:06
  • 0
О высказывании Трампа по поводу СВО
  • 26.09 02:51
  • 1
К вопросу о военно-позиционном тупике на "украинских фронтах"
  • 25.09 21:51
  • 0
Комментарий к "Боевые действия на Украине пора заканчивать (The Telegraph UK, Великобритания)"