• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
Рубрика выходит при поддержке
12.11.2021
Мария Осетрова
4
8 946

Квантовый компьютер с «классической» архитектурой — в тысячу раз меньше кубитов и неплохая эффективность

5.4

Ученые из Франции предложили разделить квантовый компьютер на обычные для классических компьютеров части: процессор и блок памяти. По их оценкам, это позволит задействовать в вычислениях на несколько порядков меньше кубитов.

Предложенная архитектура квантового компьютера. / © Gouzien & Sangouard
Предложенная архитектура квантового компьютера. / © Gouzien & Sangouard / Автор: Visellia Orfius

Кубит — квантовый аналог бита, наименьшая единица квантовой информации, которая используется для квантовых вычислений. Большинство современных квантовых компьютеров состоят из серии кубитов, размещенных на плоском чипе, которые непосредственно производят вычисления. Однако привычные нам классические компьютеры устроены иначе: хранением и обработкой информации в них занимаются разные части — блок памяти и процессор соответственно.

Двое ученых из Института теоретической физики в Университете Париж-Сакле (Франция) решили проверить, насколько эффективен будет квантовый компьютер с «классической» архитектурой. В своей работе физики рассмотрели квантовое вычислительное устройство, которое состоит из двумерной сетки, подключенной к блоку квантовой памяти.

Чтобы сравнить производительность такой системы со стандартной, исследователи проанализировали, как она справится с задачей поиска простых множителей для очень больших полупростых чисел (произведения двух простых), которые также называют RSA-числами. Оказалось, с использованием квантовой памяти квантовый компьютер может разложить 2048-битное целое RSA-число за 177 дней, используя всего 13 436 кубитов. В стандартной двумерной архитектуре для этого потребовалось бы около 20 миллионов кубитов, однако времени ушло бы значительно меньше: по оценкам ученых, около восьми часов.

Тем не менее авторы статьи считают использование квантовой памяти более многообещающим, поскольку чем больше кубитов, тем сложнее реализовать квантовый компьютер. По мнению исследователей, создать надежное устройство квантовой памяти тоже непросто, но еще сложнее уместить миллионы кубитов в криостат.

Еще одна проблема, которой коснулись ученые в своем исследовании, — исправление ошибок при сохранении кубитов. Они показали, что ежесекундные итерации проверки увеличивают время выполнения алгоритма примерно на 23%, но делают его более устойчивым к ошибкам.

Реализовать предложенную архитектуру физики планируют с использованием микроволнового интерфейса между процессором, созданным из сверхпроводящих кубитов, и мультиплексированной памятью на основе принципа фотонного эха в твердых телах, легированных ионами редкоземельных металлов.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

Позавчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

Позавчера, 07:33
Татьяна

В мире все большую популярность завоевывают изображения и звуки, созданные методами глубокого обучения. Их называют дипфейками. Настоящий тренд — подделка с помощью ИИ фото и видео знаменитостей. Установить их подлинность сложно даже специалистам. Что, если попробовать астрономические методы? Этим путем пошли ученые из Великобритании. Объект их исследования — анализ отражений в зрачках людей.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
-
0
+
Ждем в промышленности квантовые компьютеры... Ждем ждем..
-
0
+
Возможности квантового компьютера ярко продемонстрированы в фантастическом сериале "Разрабы". Рекомендую посмотреть. 😉
    -
    0
    +
    Насколько я понимаю, пока никаких возможностей нет вообще, кроме "радости" (в кавычках) программирования в машинных кодах. Похоже, до ученых наконец доходит, что для квантовых компов все (все) придется делать с самого начала. Начиная с булевой алгебры, машины Ады Лавлейс и т.д. далее везде - с нуля ассемблеры, загрузки, супервизоры, языки 1-го уровня, языки 2-го уровня, 3,4, ООП. Теоретическая база, наконец. Безумству храбрых поем мы песню. Кто, когда, как все это будет делать - учитывая, что каждая группа квантовых компьютерщиков сейчас сидит за тройным кольцом спецслужб, как бы чего не украли, и как бы враги нас не превзошли. Вся предыдущая научная база для обычных компов была создана за 2 века коллабораций и сотрудничеств самых разных ученых и любителей, научных организаций со всех стран, стандартизирующих международных организаций, университетов, да просто фриков и гиков, которые могли пойти в магазин и купить десяток-другой обычных компов (или видеокарт, или другого оборудования) и замутить у себя в гараже что-нибудь прорывное. Пока в магазине нельзя будет купить десяток-другой квантовых компов обычному человеку - это так и останется экзотичной диковинкой для статусных вещей ("превзошли", "всех победили" и т.д.).
    -
    0
    +
    в фантастическом сериале "Разрабы".
    Сериал просто фантастический. Возм-ти КК, конечно, поданы в холливудском ключе - ярко, зрелищно, но с технической точки зрения - ниачем. Но ведь массовому зрителю не техподробности нужны, а сюжет, характеры, динамизм. Всего этого с избытком. Нетупое кино. Музыка просто отпад, ищу саундтрек.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно