В России разработали новую схему расширения квантовых вычислений
Российские ученые нашли возможность масштабирования квантовых компьютеров без увеличения количества квантовых носителей информации. В этом им помогли кутриты, квантовые ячейки информации, способные находиться в трех состояниях одновременно.
Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review A, сообщает Inscience.
Основное достоинство квантовых вычислений — высокая скорость, позволяющая почти мгновенно решать необходимые задачи. Классический бит информации имеет состояние 0 или 1, а квантовый бит (кубит) может принимать оба состояния одновременно. Таким образом, наравне с квантовой запутанностью, квантовые компьютеры увеличивают производительность.
Главной сложностью квантовых технологий считается нехватка самих кубитов. По мере усложнения задачи, их требуется все больше. Например, для взлома криптографического алгоритма RSA необходимо 20 млн кубитов.
Ученые Российского квантового центра усовершенствовали метод выполнения основной операции квантовых алгоритмов — гейта Тоффоли. Но кубиты они заменили кутритами (кудитами). Кутриты способны принимать 3 состояния одновременно (0,1,2), что повышает производительность вычислений и эффективность квантовых операций.
«Реализация кубитов с помощью реальных физических систем предполагает некоторую идеализацию — количество уровней в атомах, ионах, сверхпроводниковых цепочках и других системах обычно больше двух. Идея кудитных квантовых процессоров в том, чтобы использовать дополнительные уровни физических систем для увеличения качества реализации квантовых операций и "более плотного" кодирования квантовой информации», - объясняет глава исследования Алексей Федоров.
Метод продемонстрирован на сверхпроводниковом квантовом компьютере. Российские ученые в рамках проекта Лидирующего исследовательского центра работают над созданием кудитного квантового компьютера на ионах, добавил он.
Квантовая зарядка электромобиля станет мгновенной. Будь то фотовольтаика или термоядерный синтез, рано или поздно человеческая цивилизация обратится к возобновляемым источникам энергии. Это неизбежно, учитывая постоянно растущие потребности людей в энергии и конечную природу ископаемого топлива.
Квантовый интернет уже близко. Растущее мастерство ученых в квантовой механике провозглашает новую эру инноваций. Технологии, которые используют силу мельчайшего масштаба природы, демонстрируют огромный потенциал научного спектра.
Ученые установили квантовый предел скорости электроники. Процессы работы электроники невозможно ускорять без конца. Законы физики ограничивают рубеж такой скорости. Австрийские и немецкие ученые рассчитали диапазон потенциального квантового ускорения электронных приборов. Высшей точкой частоты периодических процессов стал 1 петагерц.