• 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

Ученые узнали, какой «отпечаток» на костях оставляет удар молнии

Образец кости до, во время и после (слева направо) воздействия на него тока / ©www.sciencealert.com / Автор: Анастасия...

Силы света: как путешествовать через вещество?

(с) minka2507/Pixabay. / Автор: Ирина Мельникова Простой, казалось бы, вопрос: как свет проходит через оконное стекло и почему...

Удачный эксперимент на новосибирском электрон-позитронном коллайдере отодвинул границу «новой физики»

Комплекс ВЭПП-4 – ВЭПП / ©ИЯФ СО РАН / Автор: Messiena Lucretius Специалисты из Института ядерной физики имени...

Физики сделали электрическую батарею из бетона

©Franz-Josef Ulm / Автор: Никита Тарасов Основа бетона — цемент — сам по себе крайне плохо проводит электричество....

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...

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 /...

Двухступенчатые алмазные наковальни, или Как достичь давления в девять миллионов атмосфер

Расширение диапазона давлений, достижимых с помощью алмазной наковальни, позволяет исследовать экзотические кристаллические структуры, такие как нитрид рения Re7N3....

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...

От создания квантовой механики до второй квантовой революции

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

Ученые нашли материал с «памятью» о собственном прошлом

©POWERlab, EPFL / Автор: Telestis Scaevinius Диоксид ванадия (VO2) — материал, способный демонстрировать прямо противоположные свойства. При нагревании...

Китайские инженеры научились добывать водородное топливо из морской воды

©Nanjing Tech University / Автор: Caristania Fabricius Водород считается одним из самых перспективных видов топлива будущего. Его сжигание...

Новое устройство поможет проводить самые маломасштабные измерения силы гравитации

Все материальные объекты обладают собственным гравитационным притяжением, независимо от того, насколько они малы / © Karl Dolenc, BeholdingEye,...

Физики предложили два новых способа превращать инфракрасный свет в видимый

© Wikimedia / Автор: Ирина Мельникова Инфракрасным светом называют электромагнитное излучение с длиной волны большей, чем у красного...

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...

Ученые создали простой материал для светофильтра с регулируемой длиной волны пропускания

Зависимость полосы пропускания видимого света материалом SeedGel от температуры. При 29 градусах гель пропускает только красный свет, а...

Физики придумали, как искать корабли инопланетян с помощью детекторов гравитационных волн

Аэрофотосъемка франко-итальянского детектора гравитационных волн, расположенного в EGO (Европейская гравитационная обсерватория), которая находится в коммуне Кашина под Пизой...

Кухонные доски оказались источником микропластика в человеческой пище

Пластиковые доски становятся источником частиц микропластика в наших продуктах / ©Pixabay / Автор: Messiena Lucretius Ни для кого...

Физики создали «оптоволокно» из воздуха

©Douglas Muth / Автор: Дмитрий Жуков Оптоволоконные кабели помогают передавать цифровой сигнал с минимальными потерями. Их основу составляет...

Первые наблюдения сверхтяжелого кислорода-28 поставили под сомнение теории строения атомного ядра

Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов / © Riken, Nishina...

Математики определили оптимальную форму тяжелых камней для «выпекания блинчиков» на воде

©Paul Rowlett, Flickr / Автор: Татьяна Соловьёва Бросание камня в воду так, чтобы тот несколько раз отскочил от...