Сегодня 19 июля 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 🔥
AMD выпустила драйвер с поддержкой Zenless Zone Zero и Kunitsu-Gami: Path of the Goddess 12 мин.
Глобальный сбой Windows породил волну дезинформации и фейков 21 мин.
Вышел первый трейлер киберпанкового экшена .45 Parabellum Bloodhound, вдохновлённого Parasite Eve — игроки в восторге 39 мин.
«Хотел такой мод с самого релиза игры»: энтузиаст вернул в The Witcher 3: Wild Hunt систему репутации, вырезанную CD Projekt Red 3 ч.
Повторение – мать учения: Devolver анонсировала тактический роглайт в стиле кунг-фу Forestrike 4 ч.
Ubisoft ответила на резкую критику нового геймплея Star Wars Outlaws 6 ч.
В Telegram появятся магазин приложений и проверка публичных аккаунтов 6 ч.
Google удалит тысячи приложений из «Play Маркет» — грядёт чистка от «некачественного» софта 6 ч.
«Ростелеком» получила контроль над крупным интегратором госсистем «БФТ-Холдинг» 7 ч.
Google выпустила четвёртую бету Android 15 — релиз стабильной версии не за горами 7 ч.
Xiaomi представила SU7 Ultra — спортивный электромобиль с разгоном до сотни за 1,97 с и максимальной скоростью выше 350 км/ч 24 мин.
Xiaomi представила флагманский смартфон за $360 — Redmi K70 Extreme Edition с чипом Dimensity 9300+, ёмкой батареей и 144-Гц OLED 4 ч.
Xiaomi представила наушники-полувкладыши Xiaomi Buds 5 с поддержкой aptX Lossless 4 ч.
Представлен смарт-браслет Xiaomi Smart Band 9 — автономность на 21 день и цена от $35 5 ч.
Xiaomi представила умные часы Watch S4 Sport в титановом корпусе с сапфировым стеклом 5 ч.
Xiaomi представила первый смартфон-раскладушку Mix Flip — Snapdragon 8 Gen 3, камеры Leica и цена от $825 6 ч.
Xiaomi представила тонкий и лёгкий складной смартфон Mix Fold 4 с чипом Snapdragon 8 Gen 3 и камерами Leica 6 ч.
G.Skill представила флагманские модули памяти DDR5 Trident Z5 Royal Neo для AMD Ryzen 9000 — до 8000 МТ/с 8 ч.
Micron представила сверхбыстрые модули памяти DDR5 MRDIMM для будущих Xeon — до 256 Гбайт и 8800 МТ/с 8 ч.
Cubot KingKong X — доступный защищённый смартфон с 5G и батареей на 10 200 мА·ч 8 ч.