Сегодня 01 июня 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Российские физики проложили новый путь к созданию мощных квантовых компьютеров

Плюсы и минусы использования памяти 3D NAND очевидны: плотность и дешевизна играют против сложности алгоритмов и высокого износа. С кубитами в квантовых процессорах аналогичный подход может дать больше выгоды. Они тоже могут быть многоуровневыми, что увеличит плотность без усложнения архитектуры, а масштабирование квантовых систем пока является большой проблемой. Российские физики выбрали путь использования многоуровневых кубитов и это приносит результат.

 Выпущенный в России 8-кубитный процессор. Источник изображения: Университета МИСИС

Выпущенный в России 8-кубитный процессор. Источник изображения: Университета МИСИС

В журнале Physical Review A. (Q1) вышла новая статья за авторством исследователей Университета МИСИС, Российского квантового центра, ФИАН им. Лебедева и МФТИ, в которой доказана эффективность кутритов — трёхуровневых квантовых систем. Работа освещает два важных аспекта. Во-первых, это независимость от выбора платформы — кубит может быть в принципе любым. Во-вторых, один многоуровневый кубит может заменить два обычных для исполнения алгоритма. В качестве дополнительного эффекта можно ещё назвать симуляцию физических явлений, которые не поддаются расчётам на классических компьютерах.

«Для меня этот результат представляется важным прежде всего потому, что одновременно, фактически в параллельном режиме, квантовые алгоритмы были запущены на двух совершенно разных физических платформах — сверхпроводящей и ионной — в двух ведущих российских исследовательских центрах. Идентичность результатов указывает на высокую достоверность и воспроизводимость расчётов на разных аппаратных средствах и, конечно, на справедливость квантовых постулатов. И, конечно, тот факт, что мы впервые использовали ионные и сверхпроводящие кутриты также выделяет данное исследование: в мире насчитывается всего несколько групп, которые овладели этим методом», — сообщил директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Николай Колачевский.

Исследователи использовали кутриты — кубиты с двумя основными состояниями и одним дополнительным. В ФИАН была создана платформа на ионах в ловушке, а в НИТУ МИСИС на сверхпроводниковом 8-кубитном процессоре. С помощью кутритов исследователи смоделировали неравновесный фазовый переход нарушения симметрии чётности и времени. Такая симметрия нарушается, если изолированная физическая система начинает взаимодействовать с окружающим миром, теряя при этом часть своей энергии.

Фактически платформами на кутритах был выполнен алгоритм, позволивший смоделировать различные режимы затухающих колебаний абстрактной квантовой системы. Подобная концепция ранее была предложена научной группой хельсинского университета Аалто, однако, в отличие от финских коллег, российским учёным для реализации идеи потребовался всего лишь один кутрит вместо двух полноценных кубитов, что является более экономичным решением с точки зрения ресурсов квантового процессора.

Предложенный подход обещает приблизить практическую ценность квантовых платформ без достижения умопомрачительного количества кубитов в архитектуре. Алгоритмы будут сложнее — этого не отнять. Но с математикой в России всегда было хорошо и это, очевидно, проще, чем создать ресурсоёмкий квантовый компьютер.

«Исследование дополнительного уровня на сверхпроводниковых кубитах представляет для нас больший интерес. Проделанная работа является важным шагом на пути к реализации защищенных логических кубитов с использованием кодов коррекции квантовых ошибок, так как именно утечка квантовой информации на этот уровень считается наиболее трудно исправляемой ошибкой. Кроме того, дополнительный уровень даёт новые возможности с точки зрения выполнения квантовых алгоритмов здесь и сейчас», — сообщила первый автор работы, сотрудник РКЦ и лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий Университета МИСИС Алёна Казьмина.

Но самое главное в проделанной работе — это потенциал к дальнейшему наращиванию числа состояний у отдельных кубитов. Ведь таких может быть больше трёх, что наглядно демонстрирует та же память 3D NAND. Поэтому российские физики не забывают также о куквартах, куквинтах и других многоуровневых кубитах. Но это уже другая история.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Владелец Ticketmaster подтвердил утечку данных 560 млн пользователей спустя 11 дней 2 ч.
В Telegram добавили сообщения с анимированными эффектами, глобальные хештеги и другие нововведения 2 ч.
Anthropic позволит создавать персональных помощников на базе ИИ-чат-бота Claude 4 ч.
ElevenLabs запустила ИИ-генератор звуковых эффектов по текстовому описанию 4 ч.
Новая статья: Songs of Conquest — песнь величия. Рецензия 16 ч.
В ранний доступ Steam ворвался олдскульный шутер Selaco на движке классических Doom — с перестрелками и умными врагами в духе F.E.A.R. 18 ч.
Warhorse официально подтвердила перевод на русский язык в Kingdom Come: Deliverance 2 19 ч.
Perplexity AI превратит поисковую выдачу в веб-страницу, которой удобно делиться с другими 19 ч.
Google добавила редактирование RCS-сообщений и другие полезные функции в Android 20 ч.
Эндгейм подкрался незаметно: авторы перспективного «дьяблоида» Wolcen: Lords of Mayhem решили забросить разработку всего через четыре года после релиза 20 ч.
Starlink хочет открыть для пользователей спутниковую сотовую связь уже осенью 43 мин.
Вулканическую юпитерианскую луну Ио впервые сняли с Земли в лучшем разрешении, чем с космических аппаратов 2 ч.
Новые спутники Starlink могут уничтожить радиоастрономию на Земле, предупреждают учёные 4 ч.
Корейский профсоюз Samsung объявил забастовку, но на производство и поставки памяти это не повлияет 4 ч.
Последний «дружественный» поставщик VSAT-оборудования Gilat Satellite Networks приостановил работу в РФ 4 ч.
Samsung проиграла Huawei и больше не первая по продажам складных смартфонов в мире 4 ч.
Минцифры предлагает выдавать льготные кредиты для строительства ЦОД 5 ч.
Госархив РФ построит в Калужской области дата-центр за 1 млрд руб., оснастив его российскими серверами и СХД Depo 5 ч.
Blackview выпустила защищённый смартфон Oscal Pilot 2 с двумя экранами и мини-ПК MP100 с мощной начинкой 5 ч.
Робот-пылесос Dreame D9 Max и вертикальный беспроводной пылесос R20 обеспечат качественную и быструю уборку 7 ч.