Сегодня 06 мая 2025
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.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft скоро позволит искусственному интеллекту менять настройки Windows 11 21 мин.
Нелинейный триллер I am Ripper от создателей Dahlia View отправит игроков по следу серийного убийцы — первый трейлер и подробности 48 мин.
Google устранила в Android активно эксплуатируемую уязвимость FreeType и десятки других дыр в безопасности 56 мин.
Meta Llama API задействует ИИ-ускорители Cerebras и Groq 2 ч.
Минюст США представил жёсткий план по устранению рекламной монополии Google — судьбу компании определит суд 3 ч.
После 20 лет скитаний по волнам разработки легендарный российский экшен «Приключения Капитана Блада» всё-таки вышел на ПК и консолях 5 ч.
Журналисты показали 13 минут из сюжетного дополнения RoboCop: Rogue City — Unfinished Business, включая первый геймплей за Алекса Мёрфи 6 ч.
Второй трейлер Grand Theft Auto VI: ограбления, погони и любовь под палящим солнцем Вайс-Сити 7 ч.
Взломан защищённый мессенджер TeleMessage — им пользовались в правительстве США 7 ч.
Google представила план оздоровления рынка интернет-рекламы без развала своего бизнеса 8 ч.
Intel снизила цены Core Ultra 7 265K и 265KF на $100 — теперь они дешевле Ryzen 7 9700X, но предлагают в 2,5 раза больше ядер 29 мин.
Полиция Китая приняла на службу настоящего Робокопа — правда, мелкого и безоружного 3 ч.
iPhone подорожают — расходы Apple только на пошлины в этом году могут достигнуть $2 млрд 3 ч.
Nvidia объявила дату старта продаж GeForce RTX 5060 5 ч.
Microsoft представила ответ старым MacBook Air — Surface Laptop на чипе Snapdragon X Plus. А ещё вышел планшет Surface Pro 6 ч.
Эксперты: репрессии Трампа в отношении «зелёной» энергетики навредят США в гонке за ИИ-лидерство 6 ч.
Южнокорейский сотовый оператор SK Telecom заменит 25 млн SIM-карт из-за кибератаки 6 ч.
Apple уже работает над преемником iPhone 17 Air с увеличенным экраном 6 ч.
«Рассчитываем на понимание»: в Москве предупредили об ограничениях в работе мобильного интернета с 7 по 9 мая 6 ч.
Philips представила киберспортивный монитор Evnia 25M2N5200U: 24,5 дюйма, 1080p и 390 Гц за $440 6 ч.