• 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

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...

Температура пленки мыльных пузырей оказалась ниже, чем окружающего воздуха

©Boulogne et al., 2022 / Автор: Godefridus Victorinus Заполненные газом пузырьки — не просто детское развлечение. Они возникают...

От мысленных экспериментов — к квантовому компьютеру

© 2017-2021 IonQ, Inc. / Автор: Михаил Григорьев Если первая квантовая революция начала ХХ века была, по сути,...

Лазер помог направить движение молний

©TRUMPF / Автор: Иван Беляев Уже несколько столетий для защиты от молний используют громоотводы. Такие длинные металлические стержни...

Глаза трилобитов вдохновили ученых на создание камеры с рекордной глубиной резкости

Строение глаза Dalmanitina socialis/ ©NIST / Автор: Никита Тарасов Трилобиты — вымершие морские членистоногие, населявшие океаны 250-543 миллиона...

Китай построит крупнейший в мире подводный телескоп для охоты за «призрачными частицами»

Японский нейтринный детектор Super-Kamiokande / © The University of Tokyo / Автор: Ольга Кузьмина Космические лучи — потоки...

Физики узнали, как правильно мыть руки

Кадр из фильма «Авиатор» (2004) / © Gifer / Автор: Павел Сорокин То, что соблюдение правил гигиены, особенно...

Производство на потоке: целый миллиард кубитов в секунду

Представление кубитов на сфере Блоха. / © Констанцкий университет / Автор: Pinaria Caprarius Хотя потенциал квантовых вычислений не...

Китайский термоядерный реактор установил новый рекорд непрерывной работы плазмы при высокой температуре

EAST / ©XinHua / Автор: Euclio Drusus Китайские ученые установили новый рекорд работы термоядерного реактора EAST. Во время...

От создания квантовой механики до второй квантовой революции

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

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,...

Физики научили квантовый компьютер исправлять свои ошибки

Микрочип с ионной ловушкой. / © Kai Hudek/JQI / Автор: Александр Литвинов На квантовые компьютеры возлагают большие надежды...

Физики научились плести нити из нанотрубок

©Jeff Fitlow, Rice University / Автор: Visellia Orfius Углеродные нанотрубки представляют собой полые сверхтонкие структуры со стенками толщиной...

Физики впервые «сделали рентген» отдельным атомам

Кольцо супрамолекулярного комплекса, в центре которого находится одиночный атом железа / ©Ajayi et al., 2023 / Автор: Ирина...

«Атомный дырокол» превратил обычные материалы в компоненты квантовых компьютеров

«Атомный дырокол», созданный физиками / © Steve Zylius, UCI / Автор: Lampronia Auxilius Основу большинства современной вычислительной техники...

Кандидат в унобтаний: при получении ридберговских поляритонов драгоценные камни оказались лучше искусственных кристаллов

Кристалл минерала куприта, обладающего множеством необычных полупроводниковых свойств / © pinterest.org / Автор: Андрей Чернов На первый взгляд...

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...

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...

Скорость вращения Земли, причины ее изменения и что нам об этом известно

Анимация из кадров, сделанных аппаратом «Электро-Л №2» (GOMS-3) / ©«Роскосмос», Научный Центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) /...

Экспериментаторы впервые смогли зарегистрировать хопфионы в естественном материале

Направления движения спинов в кольце хопфиона в представлении художника / © Philipp Rybakov, Uppsala University / Автор: Euclio...