Воскресенье 12 октября 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Российские ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров


Российские ученые предложили новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

Среда, 06 Апреля 2022 10:07

6 апреля 2022 года, Москва: Группа ученых из Российского квантового центра продемонстрировала возможность масштабирования квантовых компьютеров, не наращивая количество квантовых носителей информации, а используя их дополнительные уровни. Результаты эксперимента, проведенного при поддержке Российского научного фонда, опубликованы в одном из наиболее авторитетных международных журналов в области физики Physical Review A.

 

Главное преимущество квантовых вычислений — способность на порядки быстрее решать определенные классы задач. Если классический бит находится в состоянии 0 или 1, то квантовый бит (кубит) способен принимать оба состояния сразу: и 0, и 1. Это свойство, наряду с квантовой запутанностью, позволяет квантовым вычислительным устройствам по мере увеличения числа кубитов наращивать мощность экспоненциально.

 

Вместе с тем, основным барьером для эффективного применения технологии остается недостаточное количество кубитов, связанное со сложностью контроля множества независимых частиц. Так, для решения оптимизационных задач необходимы тысячи кубитов, для анализа структуры кофактора нитрогеназы — 4 млн кубитов, а для взлома криптографического алгоритма RSA  — около 20 млн кубитов.

 

В ходе исследования ученые предложили оптимальную схему для реализации одной из ключевых операций, используемой практически во всех квантовых алгоритмах — гейта Тоффоли. Однако вместо кубитов физики применили разновидность многоуровневых квантовых систем (кудитов) — кутриты. В отличие от кубитов, кутриты могут находиться в 3 состояниях одновременно, что позволяет повысить производительность вычислений и качество квантовых операций. Схема была продемонстрирована на сверхпроводниковом квантовом компьютере. Полученные результаты позволят значительно ускорить внедрение квантовых вычислений в индустриальную среду.

 

«Реализация кубитов с помощью реальных физических систем предполагает определенную идеализацию — количество уровней в атомах, ионах, сверхпроводниковых цепочках и других системах обычно больше двух. Идея кудитных квантовых процессоров состоит в том, чтобы использовать дополнительные уровни физических систем для увеличения качества реализации квантовых операций и «более плотного» кодирования квантовой информации. Для демонстрации схемы был выбрал сверхпроводниковый квантовый компьютер. В России в рамках проекта Лидирующего исследовательского центра (ЛИЦ) идет работа по созданию кудитного квантового компьютера на ионах», — сообщил Алексей Федоров, автор исследования, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» в Российском квантовом центре.

  

***

 

Российский квантовый центр (РКЦ) — некоммерческий научно-технологический центр уникального для России формата, за короткое время занявший лидирующие позиции в своей области научных исследований, а также в разработке высокотехнологичных коммерческих продуктов на основе квантовых технологий. Команда исследователей РКЦ насчитывает более 350 ученых, включая ведущих российских и мировых специалистов. За 10 лет существования РКЦ сформировал 17 научных групп и проектов, 8 технологических стартапов, построил 16 лабораторий, организовал и провел шесть больших международных конференций и основал три научные школы. Именно РКЦ в 2018 году первым в мире запустил квантовый блокчейн, а сейчас участвует в проекте по созданию квантового компьютера под эгидой Госкорпорации «Росатом».

 

Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука  
Читайте также
Найден способ остановить быструю потерю мышц в старости Найден способ остановить быструю потерю мышц в старости Научной группой из специалистов Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ) в составе международной команды начата реализация масштабного проекта по исследованию механизмов возрастных изменений мышечной ткани. О проекте рассказали РИА Новости со…
Извержение, сформировавшее Эгейский мир, произошло до правления фараона Яхмоса Извержение, сформировавшее Эгейский мир, произошло до правления фараона Яхмоса Новаторское радиоуглеродное исследование датирует ключевые египетские объекты и показывает, что катастрофическое минойское извержение вулкана Фера произошло до правления фараона, объединившего Египет, опровергая известную теорию, связывающую его со «Стелой Бури». Исследование,…
Какой продукт усиливает кровоток в мозге, рассказали учёные Какой продукт усиливает кровоток в мозге, рассказали учёные Новое исследование международной команды ученых показало, что сок из черной смородины улучшает приток крови к лобным долям мозга, причём, и в состоянии покоя, и при умственном напряжении. Работу опубликовали на…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России уничтожили 42 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России уничтожили 42 украинских БПЛА Российские средства ПВО за ночь уничтожили и перехватили 42 украинских БПЛА над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. В ведомстве уточнили, что в течение прошедшей ночи в период…
На Украине Пушкина признали пропагандой «российского империализма» На Украине Пушкина признали пропагандой «российского империализма» Русского поэта Александра Пушкина и все связанные с ним объекты культурного наследия и географические названия признали на Украине пропагандой "российского империализма". Это следует из материалов украинского Института национальной памяти, с…
Трамп: США 1 ноября введут 100% пошлины на товары из Китая Трамп: США 1 ноября введут 100% пошлины на товары из Китая Президент США Дональд Трамп заявил, что Вашингтон с 1 ноября или ранее увеличит на 100% размер таможенных пошлин в отношении Китая, а также введет меры экспортного контроля. Соответствующую публикацию он…
Тема дня
Почему Германия терпит унижение от Польши Почему Германия терпит унижение от Польши

Польша в очередной раз унижает Германию, открыто заявляя, что не выдаст ФРГ обвиняемого в подрыве га...

Фото
В Польше возле средневекового поселения обнаружены захоронения «первых христиан» В Польше возле средневекового поселения обнаружены захоронения «первых христиан»

Археологи обнаружили часть кладбища, включающую 1000-летние человеческие скелеты, недалеко от остатк...

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".