Новый подход
Российские физики разработали подход, который позволит ускорить проведение логических операций с участием трех кубитов, квантовых битов, при работе квантовых компьютеров на базе сверхпроводников. Это позволит исполнять более сложные алгоритмы на подобных вычислительных машинах, сообщила пресс-служба Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСИС» в начале мая 2024 г.
Ученые разработали метод, который позволяет частично избежать проблемы деградации кубитов на квантовых компьютерах из-за короткой жизни, вызванной воздействием окружающей среды. Этот подход открывает перспективы для более устойчивых и надежных вычислений на квантовых устройствах, минимизируя риск потери данных и нарушения связей между кубитами, тем самым повышая эффективность работы таких устройств.
«Многокубитные операции позволяют ускорить и повысить точность алгоритмов. Наше предложение использует наработки, уже проверенные на двухкубитных операциях, для увеличения количества запутываемых кубитов до трех за одну операцию, для чего используются два разных типа сверхпроводящих кубитов и микроволновые импульсы», - пояснил инженер из НИТУ «МИСИС» Григорий Мажорин.
Работа российских и зарубежных ученых в области квантовых технологий позволяет продвигаться вперед в разработке и улучшении квантовых вычислений, сообщает ТАСС. Новый подход к исполнению логических операций с участием нескольких кубитов, предложенный исследователями из НИТУ «МИСИС» и Российского квантового центра, открывает новые возможности для использования квантовых систем в различных областях.
Оптимизация работы квантовых компьютеров
Исследование российских ученых связано с операцией управляемого вращения, которая позволяет менять состояние кубитов в квантовых ячейках памяти в зависимости от информации в других ячейках. Ученые из НИТУ «МИСИС» показали наглядно, что такую процедуру можно выполнять за всего 44 наносекунды для двух ячеек, используя протокол и флаксониумовые кубиты.
Недавно физики выяснили, что этот же подход можно использовать и для проведения операции управляемого вращения с участием сразу трех кубитов, если использовать для ее проведения не только флаксониумовые кубиты, но и один так называемый трансмонный кубит, еще один тип сверхпроводящих ячеек квантовой памяти. Применение трансмонных кубитов в качестве соединительного элемента может снизить паразитные эффекты и повысить эффективность операции, открывая новые возможности для создания более сложных и надежных квантовых систем.
Разработанный исследователями подход к проведению CCZ-операций в течение 95 наносекунд с почти 100% успешностью обещает значительно ускорить работу сверхпроводящих квантовых компьютеров, позволяя им проводить большее число операций, пока кубиты остаются стабильными. Это инновационное достижение может иметь значительное воздействие на развитие квантовых технологий и вычислительной мощности.
Обработка данных квантовыми компьютерами
С 2000 по 2024 гг. компьютерный мир добился значительного прогресса в области квантовой обработки. Крупные игроки, такие как IBM и Google, а также новые конкуренты, такие как IonQ и PASQAL, стремятся сделать квантовые процессоры доступными для потребителей. Квантовые компьютеры показали, что они могут обрабатывать определенные задачи экспоненциально быстрее, чем классические компьютеры. В конце 2019 г. Google заявила, что с помощью квантового компьютера ей удалось решить проблему, на решение которой у самого быстрого в мире суперкомпьютера уйдет 10 тыс. лет, всего за 200 секунд.
На атомном уровне частицы ведут себя иначе, чем в обычном мире, который люди знают. Такое поведение может придать им определенные свойства, которые мы сможем использовать в цифровой обработке. В квантовой механике есть субатомные частицы, называемые кубитами (квантовыми битами). Есть несколько способов создания этих частиц. Например, можно создать квантовое состояние, возбуждая ион или поляризуя фотон с помощью электромагнитного поля.
Кубиты могут находиться в нескольких состояниях одновременно, то есть в один или ноль одновременно. Это называется суперпозицией. Кроме того, кубиты могут вести себя таким образом, что состояние одного кубита невозможно определить независимо от другого. Это называется квантовой запутанностью. Суперпозиция и квантовая запутанность - это свойства, которые квантовые компьютеры используют для достижения своих экспоненциальных вычислительных возможностей.
Поделиться
