• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Квантовый компьютер с «классической» архитектурой — в тысячу раз меньше кубитов и неплохая эффективность


Предложенная архитектура квантового компьютера. / © Gouzien & Sangouard / Автор: Visellia Orfius

Кубит — квантовый аналог бита, наименьшая единица квантовой информации, которая используется для квантовых вычислений. Большинство современных квантовых компьютеров состоят из серии кубитов, размещенных на плоском чипе, которые непосредственно производят вычисления. Однако привычные нам классические компьютеры устроены иначе: хранением и обработкой информации в них занимаются разные части — блок памяти и процессор соответственно.

Двое ученых из Института теоретической физики в Университете Париж-Сакле (Франция) решили проверить, насколько эффективен будет квантовый компьютер с «классической» архитектурой. В своей работе физики рассмотрели квантовое вычислительное устройство, которое состоит из двумерной сетки, подключенной к блоку квантовой памяти.

Чтобы сравнить производительность такой системы со стандартной, исследователи проанализировали, как она справится с задачей поиска простых множителей для очень больших полупростых чисел (произведения двух простых), которые также называют RSA-числами. Оказалось, с использованием квантовой памяти квантовый компьютер может разложить 2048-битное целое RSA-число за 177 дней, используя всего 13 436 кубитов. В стандартной двумерной архитектуре для этого потребовалось бы около 20 миллионов кубитов, однако времени ушло бы значительно меньше: по оценкам ученых, около восьми часов.

Тем не менее авторы статьи считают использование квантовой памяти более многообещающим, поскольку чем больше кубитов, тем сложнее реализовать квантовый компьютер. По мнению исследователей, создать надежное устройство квантовой памяти тоже непросто, но еще сложнее уместить миллионы кубитов в криостат.

Еще одна проблема, которой коснулись ученые в своем исследовании, — исправление ошибок при сохранении кубитов. Они показали, что ежесекундные итерации проверки увеличивают время выполнения алгоритма примерно на 23%, но делают его более устойчивым к ошибкам.

Реализовать предложенную архитектуру физики планируют с использованием микроволнового интерфейса между процессором, созданным из сверхпроводящих кубитов, и мультиплексированной памятью на основе принципа фотонного эха в твердых телах, легированных ионами редкоземельных металлов.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/kvantovyi-komputer-s-klassicheskoi-arhitektyroi-v-tysiachy-raz-menshe-kybitov-i-neplohaia-effektivnost.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Мимоза подсказала идею материала, способного к пассивному охлаждению и нагреванию

©Sten, Wikimedia Commons / Автор: Pinaria Caprarius Глобальные изменения климата усиливают многие экстремальные погодные явления. Волны жары и...

Давление помогло превратить проводник в изолятор и обратно

Круглые ионы Mn окружены частицами дисульфида: слева направо плотность их расположения возрастает / ©Dean Smith, Argonne National Lab...

Физики выяснили, как лучше всего останавливать песчаные дюны

© Shena Tschofen / flickr / Автор: Cloelia Andronicus По мере расширения пустынь песчаные дюны все больше угрожают...

Магнитное поле помогло лазерам сжать капсулу с термоядерным топливом

Измеренное распределение плотности плазмы в момент сжатия в отсутствие магнитного поля (слева) и после приложения к капсуле поля...

Крошечные подводные дюны могут рассказать о формировании рельефа Марса

© Flickr / Автор: Дмитрий Жуков Ученые из Университета Кампинас (Бразилия) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) подробно...

Инженеры научились ускорять закипание воды

/ Автор: Regulus Tremerus Каждый из нас несколько раз в день включает чайник, чтобы вскипятить воду для любимого...

Физики изучили ударные волны при открытии шампанского

©Svante Adermark / Автор: Дмитрий Жуков Игра шампанского начинается с «зарождения» — нуклеации — пузырьков на стеклянной стенке....

Физики открыли новый вид магнетизма

© pinterest / Автор: Godefridus Victorinus Магнетизм — свойство, которым обладают одни материалы и не обладают другие. Это...

Нобелевскую премию по физике — 2022 присудили ученым из Франции, США и Австрии

© Jonas Ekstromer, TT News Agency via AP / Автор: Наталья Федосеева Нобелевский комитет по физике Королевской академии...

Физикам впервые удалось создать квантовые «кольца Алисы»

Так называемое кольцо Алисы в представлении художника / © Wikimedia Commons / Автор: Сергей Данилов В физике существует...

Новые эксперименты подтвердили, что электроны «круглые»

©JILA, Steven Burrows / Автор: Михаил Григорьев Электрон — заряженная частица, несущая элементарный, минимально возможный заряд. Однако заряд...

Инженеры рассчитали самый эффективный способ выиграть марафон за чужой счет

Кенийский легкоатлет Элиуд Кипчоге во время марафона в Вене. / © Alex Halada, AFP / Автор: Regulus Tremerus...

Эксперимент по обнаружению аксионов и темных фотонов принес первые результаты

Трехмерная модель BREAD. Благодаря простоте устройства, его создание доступно небольшим командам ученых при скромном финансировании / © BREAD...

Отныне планета Земля весит шесть роннаграммов: новые префиксы в системе СИ

Отныне на вопрос, сколько весит наша планета, можно смело отвечать: шесть роннаграммов / © NASA Earth Observatory /...

Опоздав на 10 лет, США, наконец, «зажгли плазму». Но выиграли от этого военные, а не термоядерная энергетика

Вакуумная камера National Ignition Facility. В отличие от токамаков и других термоядерных реакторов с магнитным удержанием плазмы, тут...

Цвет «дымки» от шампанского объяснили криогенными процессами

Кадр из сериала «Офис» / © NBC / Автор: Caristania Fabricius Шампанское — главный напиток Нового года. Когда...

От создания квантовой механики до второй квантовой революции

Ядро атома и вращающиеся по орбитам вокруг него частицы / ©QAM / Автор: Godefridus Victorinus Первая квантовая революция...

У ученых до сих пор нет единой теории происхождения шаровых молний

Шаровая молния на гравюре XIX века / Автор: Pinaria Caprarius Заместитель директора Московского института электроники и математики имени...

ЦЕРН приостанавливает сотрудничество с Россией из-за ситуации на Украине

Логотип Европейской организации по ядерным исследованиям на фоне макета нового образовательного и информационно-просветительского центра CERN Science Gateway /...

Математики создали уравнение для точного описания движения жидкостей и газов в сложных средах

Схема движения частицы в молекулярной решетке и новая формула диффузионного движения / © Бристольский университет / Автор: Telestis...