#квантовый компьютер

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.

Ученые американской корпорации Alphabet представили работу, в которой описали принципиальную возможность создания квантового компьютера для моделирования процессов путешествия через червоточины.

Ученые нашли сверхпроводящий материал, свойства которого делают его идеальным кандидатом на роль кубитов в квантовом компьютере.

Ученые наложили ограничения на решения уравнений, моделирующих джозефсоновские контакты, — перспективные элементы квантовых компьютеров.

Команда физиков смогла получить топологическую сверхпроводимость на джозефсоновском контакте. Открытие поможет разработать квантовые компьютеры, защищенные от ошибок.