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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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