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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии