Материалы портала «Научная Россия»

Российские физики упростили задачу создания универсального квантового компьютера

Российские физики упростили задачу создания универсального квантового компьютера
Найден способ использовать многоуровневые квантовые системы, где каждый из уровней способен работать как несколько «обычных» квантовых элементов — кубитов.

Физики из МФТИ и Российского квантового центра разработали метод, который позволит упростить задачу создания универсального квантового компьютера — за счет использования многоуровневые квантовые системы (кудитов), каждый из которых способен работать как несколько «обычных» квантовых элементов (кубитов). Серия статей с результатами исследований ученых опубликована в журналах Physical Review A, Physics Letters A и Quantum Measurements and Quantum Metrology, коротко об их содержании рассказывает совместный пресс-релиз МФТИ и РКЦ.

Ученые показали, что корреляции, аналогичные используемым для квантовых информационных технологий в композитных квантовых системах, имеют место и в некомпозитных системах. «В частности, в последней работе мы предложили способ использования запутанности между внутренними степенями свободы одиночной восьмиуровневой системы для реализации протокола квантовой телепортации, ранее экспериментального реализованного для системы из трех двухуровневых систем», — сказал профессор Владимир Манько, научный руководитель Лаборатории квантовой информации МФТИ и сотрудник ФИАН.

Вместо попыток сохранить устойчивость большой системы кубитов, что важно для проведения квантовых вычислений, ученые пошли по пути уменьшения размеров необходимой для вычислений системы. И исследовали возможности использования для вычислений не кубитов, а кудитов — квантовых объектов, в которых число возможных состояний (уровней) больше двух (их число обозначают буквой D).

Физики показали, что на единственном кудите с пятью уровнями, реализованном с помощью искусственного атома, уже можно осуществлять полноценные квантовые вычисления, в частности, запустить алгоритм Дойча. Этот алгоритм предназначен для проверки значений большого числа двоичных переменных.

«Мы получаем существенный выигрыш, поскольку многоуровневые кудиты в определенных физических реализациях контролировать проще, чем систему из соответствующего количества кубитов, а значит мы на шаг приближаемся к созданию полноценного квантового компьютера. Многоуровневые элементы обеспечивают преимущества и в других квантовых технологиях, например, в квантовой криптографии», — сказал Алексей Федоров, сотрудник Российского квантового центра.

квантовый компьютер кубиты кудиты мфти российский квантовый центр

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий