#квантовый компьютер

Исследователи Центра квантовых метаматериалов МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Германии и Великобритании предложили алгоритм автоматического сжатия произвольных сред (Automated Compression of Arbitrary Environments — ACE). Он дает качественно новые возможности точных вычислений для исследования динамики квантовых систем. По мнению ученых, новый метод поможет в проектировании квантовых компьютеров и новых систем связи.

Использование новых волокон помогло достигнуть рекордных скоростей передачи информации, порядка нескольких петабит в секунду. Кроме того, за счет того, что технология пространственного уплотнения позволяет снизить число волоконно-оптических кабелей, она перспективна для экономии места укладки кабелей в сетях доступа, упрощения структуры трактов передачи информации, уменьшения количества кабелей в центрах хранения и обработки данных.

Стремительный прогресс последних лет и даже последних месяцев в области квантовых технологий очень впечатляет. Появляются все новые смелые эксперименты и устройства, о которых даже мечтать не могли основатели квантовой механики! Naked Science расскажет о том, что происходит прямо сейчас, в этой четвертой статье нашего «квантового цикла».

Физики из Констанцского университета в Германии пересекли пучок свободных электронов лучом лазера и получили новый тип кубитов — универсальный и потенциально устойчивый к потере информации.

За последние двадцать лет количество кубитов в квантовых процессорах увеличилось с одного-двух до сотни (в зависимости от технологической платформы). Несмотря на такой впечатляющий прогресс, полноценный квантовый компьютер, на котором можно было бы запустить произвольный квантовый алгоритм, так и не был создан. Почему это по-прежнему очень сложная инженерная задача, сравнимая с высадкой человека на Луну, и как ее решают по всему миру (в том числе, и в России), Naked Science расскажет в этой третьей по счету статье нашего «квантового цикла».

Ученые из США и Великобритании научились управлять кубитами в ионных ловушках без использования лазера, достигнув сопоставимой с лазерными методами точности и ускорив процесс примерно в четыре раза.

Физики из Японии и Австралии при помощи моделирования показали, что одна из разновидностей машинного обучения — обучение с подкреплением — подходит для точного управления квантовым состоянием системы.

Ричард Фейнман предложил идею квантовых компьютеров не так давно, всего 40 лет назад, и она тогда казалась совершенно поразительной, хотя на столах у многих уже стояли персональные компьютеры. Но вот воплотить в жизнь смелые идеи Фейнмана и Юрия Манина оказалось куда сложнее, чем думали. Больше двух десятилетий ученые и инженеры по всему миру потратили, исследуя различные варианты воплощения квантовых битов «в железе».

Две исследовательские группы из Китая создали новые квантовые компьютеры, которые выполняют вычисления, недоступные обычным компьютерам.

Если вы живете в конце первой четверти XXI века, то непременно слышали о квантовой механике — и, скорее всего, не один раз. За всего сотню лет своего существования эта невероятная теория успела породить целых две технологические революции!

Ученые из Университета Дьюка в США показали, что логический кубит может быть надежнее, чем его «самое слабое звено». Команде удалось безошибочно считать информацию в 99,4% случаев.

Ученые из МФТИ, МИСиС, РКЦ, МГТУ и ВНИИА провели эксперимент, в котором сверхпроводниковые кубиты симулировали передачу фотонов в модели Бозе — Хаббарда. Численное решение модели на классическом компьютере для проверки экспериментальных данных, полученных на симуляторе за два часа, заняло около недели на 138-ядерном вычислительном кластере ВНИИА имени Духова.

Ученые Сибирского федерального университета в составе международной группы изучили двумерные полимеры на основе тетраоксо[8]циркулена и атомов s-металлов таблицы Менделеева с помощью квантово-химического моделирования. Выяснилось, что модификация поверхности полимера тетраоксо[8]циркулена атомами кальция приводит к появлению сверхпроводимости при температуре ниже 14,5 К и возможной реализации двухуровневой системы на атомах кальция, перспективной для построения квантовых битов и последующей реализации в квантовых компьютерах.

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Кембриджского университета показали, что поляритоны − необычные частицы, которые могут стать основой квантового суперкомпьютера будущего, способны образовывать структуры, по своему поведению напоминающие молекулы. Такие «искусственные молекулы» в перспективе можно будет создавать по запросу с заранее заданными свойствами.

Фотонный квантовый компьютер Научно-технического университета в Шанхае решил задачу, которую самый мощный «классический» суперкомпьютер вычислял бы 2,5 миллиарда лет.

Ученые из МФТИ и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую конструкцию оптических антенн для нанофотонных устройств, на основе серебряных наночастиц и кадмиевых квантовых точек, которые испускают более яркое люминесцентное излучение и при этом обладают меньшим временем реакции. Кроме того, исследователи предложили новый способ получения микроизображений антенн, позволяющий обойтись без использования метода «темного поля». Наноантенны, в свою очередь, - это один из элементов, необходимый для создания квантовых компьютеров. Кроме того, они могут быть использованы в органических светодиодах, из которых можно собрать световую поверхность или экран.

Коллектив ученых ЮФУ впервые выявил эффект аномального поведения атомов вещества, осаждаемых на поверхность полупроводниковых подложек в присутствии атомов алюминия в условиях капельной эпитаксии. Это открывает путь к новым перспективным исследованиям наноструктурных веществ и позволяет продвинуться в области технологии создания устройств квантовой связи, которую практически невозможно взломать, и квантовых компьютеров, обладающих огромной вычислительной мощностью по сравнению с обычными компьютерами.

При помощи 12 кубитов квантового процессора исследователям удалось симулировать изомеризацию диазена.

Ученые Сколтеха показали, что квантовое машинное обучение может применяться для квантовых (а не классических) данных. Таким образом устраняется свойственный для классических приложений недостаток – низкая скорость работы, и закладываются основы для понимания вычислительных аспектов квантовых систем.

Российские ученые из МФТИ, ФТИАН и ИТМО создали нейросеть, которая научилась предсказывать поведение квантовой системы, «взглянув» на ее схему. Такая нейросеть самостоятельно находит те решения, которые хорошо подходят для демонстрации квантовых преимуществ. Это поможет исследователям разрабатывать эффективные квантовые компьютеры.