Вторник 26 августа 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
Череп из греческой пещеры бросает вызов теории происхождения из Африки Череп из греческой пещеры бросает вызов теории происхождения из Африки Новое исследование наконец-то дало «окончательный» минимальный возраст одной из самых спорных окаменелостей гомининов в Европе. Череп из Петралоны, обнаруженный в греческой пещере более шести десятилетий назад, датирован как минимум 286…
Названы упражнения, которые заменят снотворное и улучшат сон Названы упражнения, которые заменят снотворное и улучшат сон Издание Daily Mail рассказало: китайские исследователи провели метаанализ данных 22 исследований, которые охватили свыше 1300 человек с бессонницей. Выяснилось, что регулярные занятия йогой давали увеличение продолжительности сна в среднем на…
Ученые обнаружили, что огромные куски морского дна странным образом перевернуты Ученые обнаружили, что огромные куски морского дна странным образом перевернуты Глубоко под волнами Северного моря морское дно ведет себя неожиданным образом. Там ученые обнаружили сотни огромных песчаных холмов, некоторые из которых достигают нескольких километров в поперечнике, которые, согласно пресс-релизу Манчестерского…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 43 беспилотника МО: за ночь над регионами России сбили 43 беспилотника  Российские средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 43 украинских БПЛА над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "26 августа с полуночи до 06:10 мск дежурными средствами ПВО…
Орбан: слова Зеленского не останутся без последствий Орбан: слова Зеленского не останутся без последствий  Открытые угрозы в адрес Венгрии со стороны Владимира Зеленского не останутся без последствий. Об этом заявил венгерский премьер-министр Виктор Орбан. "Зеленский открыто угрожал Венгрии. Он признал, что они наносят удары…
СК: в Саратовской области арестованы трое подростков по делу о теракте на железной дороге СК: в Саратовской области арестованы трое подростков по делу о теракте на железной дороге Суд в Саратовской области заключил под стражу трех подростков по делу о теракте на железной дороге. По версии следствия, они подожгли два релейных шкафа и один всепогодный шкаф, сообщает Западное…
Тема дня
Финляндия хорошую жизнь променяла на украинский орден  Финляндия хорошую жизнь променяла на украинский орден 

Президент Финляндии Александр Стубб награжден украинским Орденом Ярослава Мудрого I степени. Это ему...

Фото
Бутылки с финикийским маслом несли «ароматы дома» по всему Средиземноморью Бутылки с финикийским маслом несли «ароматы дома» по всему Средиземноморью

Керамические черепки, монеты и кости могут сохраняться под землей тысячелетиями, но ароматы древност...

Опрос

Чем закончатся 10 дней, которые дал Трамп для достижения перемирия в украинском конфликте?

 

Анекдот дня

Если тебе когда-нибудь придет в голову мысль, что в твоем возрасте не подобает чего-либо делать, просто напомни себе, что ты никогда уже не будешь таким молодым, как сегодня.

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)".