Сегодня 20 апреля 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
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Atom Bomb Baby: рассказываем, почему Fallout — идеальная экранизация видеоигрового материала, и почему этот сериал не стоит пропускать 8 мин.
Bethesda готовит «несколько очень хороших обновлений» для Starfield, а Fallout 5 не в приоритете 2 ч.
Apple откроет сторонним приложениям доступ к NFC 2 ч.
В Dota 2 стартовало сюжетное событие «Павшая корона» с уникальными наградами, новыми «арканами» и комиксом 2 ч.
Связанные одной шиной: «Лаб СП» и «Фактор-ТС» представили отечественную интеграционную платформу Integration Gears 3 ч.
Paradox отказала Prison Architect 2 в досрочном освобождении — релиз отложили ещё на четыре месяца 4 ч.
Спустя 17 лет после релиза Team Fortress 2 получила поддержку 64 бит — выросла производительность и даже боты пропали 5 ч.
Kingdom Come: Deliverance 2 переведут на русский, но есть нюанс 6 ч.
Netflix резко нарастила аудиторию и прибыль, запретив совместное использование аккаунтов 6 ч.
Российские студенты победили в чемпионате мира по программированию ICPC 7 ч.
Гиперщит с ИИ: Cisco представила систему безопасности Hypershield 2 ч.
Highpoint представила карту расширения на восемь SSD: до 64 Тбайт со скоростью до 56 Гбайт/с 2 ч.
Китайские экспериментальные лунные навигационные спутники прислали фотографии обратной стороны Луны 2 ч.
Налоговая служба Швеции закрыла 18 дата-центров за незаконный майнинг криптовалют 3 ч.
LG выпустила флагманский саундбар S95TR за $1500 с поддержкой Dolby Atmos и настройкой с помощью ИИ 5 ч.
Corsair представила обновлённые доступные проводные гарнитуры HS35 v2 для геймеров 6 ч.
Tesla отзовёт все проданные электромобили Cybertruck для замены залипающей педали газа 8 ч.
Galax выпустила полностью белую низкопрофильную GeForce RTX 4060 с крошечным заводским разгоном 9 ч.
Razer представила игровые контроллеры Kishi Ultra и Kishi V2 для смартфонов, планшетов и ПК 9 ч.
5 ГВт уже есть, ещё 2,5 ГВт на подходе: Microsoft стремительно наращивает ёмкость ЦОД и скупает ИИ-ускорители 9 ч.