Рубрика выходит при поддержке
12.11.2021
Мария Осетрова
4
8 450

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

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.
Вчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

21 января
Илья Ведмеденко

Российские специалисты приступили к сборке первого спутника, оснащенного плазменным двигателем VERA. Такие аппараты можно будет применять для дистанционного зондирования Земли, выявления стихийных бедствий и других задач.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

-
0
+
Ждем в промышленности квантовые компьютеры... Ждем ждем..
-
1
+
Возможности квантового компьютера ярко продемонстрированы в фантастическом сериале "Разрабы". Рекомендую посмотреть. 😉
    -
    1
    +
    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.).
    -
    2
    +
    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?
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
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: