04.08.2016

Физики собрали модуль для программирования квантовых алгоритмов

Физики из QuICS разработали программируемый модуль на основе захвата ионов, который позволяет запускать новые алгоритмы для квантовых компьютеров. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

03_22_2013_quantum-chip

Квантовые компьютеры рассматриваются как высокопроизводительная альтернатива традиционным, рабочие прототипы таких машин создаются многими исследовательскими группами. Одним из главных ограничений прототипов является их высокая специфичность: нередко они рассчитаны на выполнение одного алгоритма или на фиксированные модели взаимодействия между квантовыми составляющими. Шагом вперед станет создание квантового компьютера, который в состоянии запускать произвольные алгоритмы.

 

В новом исследовании ученые разработали модель квантового компьютера на пяти кубитах из захваченных ионов. Контроль последних осуществлялся параллельно с помощью лазерных лучей. Для реализации алгоритма кубиты сперва приводились в нужное состояние путем оптической накачки, затем тот же пучок лазера анализировал результат для каждого иона. Одновременно другой, изолированный луч освещал кубиты для активации квантовых логических вентилей.

 

Квантовые логические вентили выполняли роль коммутаторов и транзисторов. Модель QuICS предполагает, что освещение лазером, приводя ионы в движение, интегрирует его с информацией кубита — это позволяет двум любым ионам модуля взаимодействовать между собой через электрическое отталкивание. При этом манипуляции с лазерными импульсами обеспечивают реконфигурацию взаимодействия между кубитами извне.

 

В рамках тестирования авторы выполнили на созданном модуле три разных квантовых алгоритма: алгоритм Дойча — Йожи, алгоритм Бернштейна — Вазирани и квантовое преобразование Фурье (QFT). Результаты показали, что два первых алгоритма успешно осуществлялись модулем на протяжении 90% времени, эффективное выполнение QFT было увеличено до 70%. Динамику связали с остаточными ошибками в квантовых логических вентилях и систематическими ошибками, которые накапливаются по мере вычисления. Подчеркивается, что QFT требует задействования всех пар ионов и, вероятно, является одним из самых сложных квантовых алгоритмов.

 

Описанный подход позволяет повысить число кубитов с пяти до ста. Отдельные модули также можно объединить путем физического перемещения ионов или использования фотонов — для передачи информации между ними. Отличительной чертой разработки стала возможность программирования квантовых алгоритмов, которые прежде никогда не запускались. В ближайшее время исследователи намерены повторить испытания модуля на большем количестве кубитов и представить отчет о коррекции обнаруженных ошибок.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:51
Sergei Sobol

Небольшой норвежский город Тронхейм со своей древней историей и причудливым красочным морским портом не выглядит слишком футуристическим. Но бывшая столица викингов отметилась новаторской транспортной инициативой: в следующем году там запустят беспилотный электрический паром с нулевым уровнем выбросов.

Вчера, 14:06
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

10 часов назад
Мария Азарова

В Великобритании провели крупное популяционное исследование с участием более 32 миллионов человек. Авторы работы изучили неврологические осложнения, связанные с вакцинами ChAdOx1nCoV-19 и BNT162b2, а также после самого Covid-19.

Вчера, 14:06
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

22 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: