Российские учёные нашли способ упростить создание квантового компьютера

[alexsf]

Guests are not allowed to view images in posts, please You are not allowed to view links. Register or Login or You are not allowed to view links. Register or Login

Исследователи из Московского физико-технического института (МФТИ) и Российского квантового центра нашли способ «утрамбовать» несколько элементов квантового компьютера в один. Ожидается, что это достижение в перспективе позволит упростить задачу создания универсального квантового компьютера.

Основным элементом квантовых вычислительных систем являются квантовые биты, или кубиты. В то время как элементы классических компьютеров (биты) могут находиться только в двух состояниях (логический ноль и логическая единица), кубиты создаются на основе квантовых объектов, которые могут находиться в когерентной суперпозиции двух состояний, а значит, могут кодировать промежуточные состояния между логическим нулём и единицей.

Квантовые компьютеры смогут решать некоторые задачи, которые сейчас абсолютно недоступны даже для самых мощных классических суперкомпьютеров. Дело в том, что с ростом количества использующихся квантовых битов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии. Результат — огромная скорость выполнения сложных задач.

Квантовые объекты, которые используются для создания кубитов — ионы, электроны, джозефсоновские контакты, могут сохранять определённое квантовое состояние очень недолго. Но для вычислений нужно, чтобы кубиты не только сохранили состояние, но и провзаимодействовали друг с другом.

Guests are not allowed to view images in posts, please You are not allowed to view links. Register or Login or You are not allowed to view links. Register or Login

Раньше сверхпроводящие кубиты «выживали» наносекунды, а теперь их удаётся удержать от декогеренции уже миллисекунды — это близко к тому времени, которое необходимо для вычислений. Но в случае с системой из десятков и сотен кубитов задача становится принципиально сложнее.

Российские учёные для решения проблемы предлагают использовать многоуровневые квантовые системы — кудиты. В таких объектах число возможных состояний (уровней) больше двух, а поэтому каждый кудит способен работать как несколько «обычных» кубитов. Скажем, кудит с тремя-четырьмя уровнями может работать как система из двух «обычных» кубитов, а восьми уровней достаточно, чтобы имитировать трёхкубитную систему.

Исследователи показали, что на единственном кудите с пятью уровнями, реализованном с помощью искусственного атома, уже можно осуществлять полноценные квантовые вычисления. Подробнее о работе российских учёных можно узнать здесь.

Источник: You are not allowed to view links. Register or Login