• 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

Падение антиматерии «закрыло» антигравитацию

Часть установки ALPHA-g, использованной в новом эксперименте / © CERN / Автор: Plinia Abito Принцип слабой эквивалентности сил...

Поиском новых сверхпроводников займется квантовый аналоговый компьютер

Сканирующая электронная микроскопия квантовой аналоговой ячейки. Трехлучевые структуры в центре — «острова», светло-серые области — подложка, темно-серые области...

Умер российский физик-теоретик Валерий Рубаков

© Joachim Herz Stiftung / Автор: Godefridus Victorinus В городе Сарове Нижегородской области на 68-м году жизни скончался...

Физикам впервые удалось создать квантовые «кольца Алисы»

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

Физики выяснили, почему поверхность айсбергов не гладкая

Форма тающего льда при разной температуре / © NYU’s Applied Mathematics Laboratory / Автор: Ольга Кузьмина В своем...

На корейском токамаке опробовали новый способ создания плазмы рекордной температуры

Конфигурация плазмы в KSTAR при использовании режима FIRE для повышения энергии плазмы. Шкала температуры плазмы приведена в килоэлектронвольтах,...

Стали известны имена лауреатов Нобелевской премии по физике — 2021

Объявление лауреатов Нобелевской премии по физике за 2021 год / © AFP 2021, Jonathan Nackstrand / Автор: Telestis...

Microsoft закупила энергию от термоядерного реактора с 2028 года

Стартап разрабатывает весьма необычный типа термоядерного реактора / ©Helion Energy / Автор: Lampronia Auxilius Американский стартап Helion Energy...

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....

Землетрясение в Спитаке

Фото: Adam Jones from Kelowna, BC, wikimedia.org / Автор: Михаил Григорьев На исходе утра 7 декабря 1988 года...

Получена новая кристаллическая форма кремния

Структура 4Н-кремния на фоне микрофотографии реального кристалла, полученной электронным микроскопом / ©Thomas Shiell, Timothy Strobel, Carnegie Institution for...

Нейросеть на оптической основе оказалась в 100 раз энергоэффективнее обычной

Оптоволоконные кабели / © pexels.com / Автор: Александр Литвинов Современные генеративные модели искусственного интеллекта используют сотни миллиардов параметров...

Почему во Вселенной нет антивещества? Ответ может дать космологический коллайдер

Карта температур реликтового излучения, синий и красный цвета отражают разницу температуры в 18 миллионных долей градуса. Для объяснения...

От тестирования космической электроники до лечения рака: ренессанс старого ускорителя

Линейный ускоритель протонов в ИЯИ РАН в Троицке /©Елена Либрик, Научная Россия / Автор: Euclio Drusus Территория у...

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 впервые воссоздали экзотическую «частицу X» времен Большого взрыва

Детектор CMS / © Mike Procario / Flickr / Автор: Павел Сорокин Прежде чем сформировать стабильные частицы —...

Объединяй и властвуй — как создать из квантовых компьютеров квантовый интернет

©Pixabay / Автор: Sycophanta Duccius (Окончание. Начало см. тут: 1, 2, 3). Это началось очень, очень давно. В 9 вечера...

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...

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...

Физики научили квантовый компьютер исправлять свои ошибки

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