Ученые решили ускорить загрузку квантового компьютера

Физики-теоретики из Германии предложили способ, который позволяет увеличить скорости загрузки квантовых компьютеров в 72 раза по сравнению с известными методами. Исследование авторов опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко с ним можно ознакомится на сайте Universitat des Saarlandes.

Ученым удалось снизить ошибку при настройке (калибровке) квантового компьютера до 0,1 процента. Это привело к тому, что среднее время, затрачиваемое на подготовку к запуску установки уменьшилось примерно с шести часов до пяти минут (уменьшилось в 72 раза). Техника калибровки, предложенная физиками, по их словам, применима к квантовым процессорам значительно больших размеров, чем существующие, и может быть полностью автоматизирована.

С этой целью ученые предлагают использовать специальные технологию и протокол, которые анализируют изменения в системе и реагируют на них (используют модифицированное оптимальное управление). Несмотря на то, что исходное состояние системы меняется, предложенная физиками схема работы компьютера, по их словам, позволяет получать правильные результаты.

В обычном компьютере информация представлена с помощью битов, которые могут принимать только одно из двух значений: 0 или 1. В квантовом компьютере понятие (классического) бита обобщается до квантового бита (кубита), и теперь, кроме значений 0 или 1, кубит может принимать любое другое состояние, являющееся квантовой суперпозицией базисных состояний 0 и 1. В качестве таких состояний может быть использована пара значений какой-нибудь квантовой характеристики частицы (атома, электрона или фотона), например, ориентация спина электрона.

Для запоминающих устройств (физических носителей) могут использоваться, например, специальные сверхпроводящие твердотельные материалы, частицы в которых могут быть приведены в особое возбужденное (квантовое) состояние, которое идентифицируется как состояние кубита. Управлять таким материалом (и квантовыми состояниями) можно с помощью, например, света от лазера.

Основные затруднения в использовании квантовых компьютеров сводятся к их высокой чувствительности к влиянию окружающей среды, которое может изменить квантовые состояния необратимым образом. Поэтому перед началом работы квантовые системы настраиваются (калибруются) в течении продолжительного времени; специалистам требуется учесть в настройке около 50 параметров. Кроме того, работа квантового компьютера предполагает использование специальных квантовых алгоритмов, адаптированного для конкретного устройства.

Способ, предложенный немецкими учеными, проходит тестирование в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре в США. В случае успеха идея, предложенная физиками, сможет существенно ускорить прогресс в работе квантовых компьютеров.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Без ствола
Российские власти сокращают число владельцев гражданского оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Научили родину бомбить
Как отец воспитал из сына-подростка боевика «Джабхат ан-Нусры»
Орхан Памук«Моя страна становится все более авторитарной»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды