`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Прокладывая путь к быстрым квантовым компьютерам

+22
голоса

С момента своего появления квантовая механика бросила вызов нашим естественным путям мышления, и это заставило физиков овладевать своеобразными идеями. Хотя они могут быть трудны для понимания, квантовые явления реальны. Более того, в последние десятилетия ученые показали, что эти причудливые квантовые эффекты могут быть использованы для многих удивительно мощных приложений: от сверхбезопасной связи до взлома существующих безопасных коммуникации, и от моделирования сложных квантовых систем до эффективного решения больших систем уравнений.

Одной из самых захватывающих и самых сложных предлагаемых квантовых технологий является квантовый компьютер. Квантовые логические вентили являются основными строительными блоками квантового компьютера, но построение достаточного их количества для выполнения практических вычислений затруднительно. В обычном подходе к квантовым вычислениям квантовые вентили применяются в определенном порядке, один за другим. Но недавно было понято, что квантовая механика допускает «суперпозицию квантовых вентилей». При правильном конструировании это означает, что набор квантовых вентилей может действовать во всех возможных порядках одновременно. Удивительно, но этот эффект может быть использован для уменьшения общего количества логических элементов, необходимых для определенных квантовых вычислений.

Команда во главе с Филипом Вальтером (Philip Walther) из Венского университета недавно поняла, что суперпозиция порядка квантовых вентилей, идея, которая была теоретически разработана группой Часлава Брукнера (Caslav Brukner), может быть реализована в лаборатории. При суперпозиции порядка квантовых вентилей невозможно, даже в принципе, знать, выполнилась ли одна операция до другой или наоборот. Это означает, что два квантовых логических вентиля А и В могут быть применены в обоих порядках одновременно. Другими словами, вентиль А действует прежде, чем В, и вентиль В действует прежде, чем А. Физики из группы Филипа Вальтера разработали эксперимент, в котором два квантовых логических вентиля были применены к одиночным фотонам в обоих порядках.

Результаты их эксперимента подтверждают, что невозможно определить, какой вентиль действовал в первую очередь, - но эксперимент был не простым любопытством. «Фактически, мы смогли запустить квантовый алгоритм, чтобы получить характеристики вентилей более эффективно, чем любой ранее известный алгоритм», - сказал Лоренцо Прокопио (Lorenzo Procopio), ведущий автор исследования. Проводя измерения на единичном фотоне, они исследовали определенное свойство двух квантовых вентилей, тем самым подтвердив, что вентили работали в обоих порядках одновременно. По мере добавления вентилей для решения задачи, новый метод становится еще более эффективным по сравнению с предыдущими.

Впервые суперпозиция квантовых вентилей была реализована в лаборатории. В то же время она была использована для успешной демонстрации нового вида квантовых вычислений. Ученые смогли сделать вычисление с эффективностью, которая не могла быть достигнута в пределах старой схемы квантовых вычислений. Эта работа открывает дверь для будущих исследований по новым видам квантовых вычислений. Хотя следствия полностью пока не известны, эта работа представляет собой новый захватывающий способ применения теоретических исследований в фундаментальной физике для экспериментальных квантовых вычислений.

Прокладывая путь к быстрым квантовым компьютерам

Квантовая механика позволяет не только суперпозицию квантовых состояний, но и суперпозицию квантовых вентилей. Было показано, что при суперпозиции двух квантовых логических вентилей А и В, неупорядоченный квантовые вычисления могут работать более эффективно, чем квантовые вычисления при определенном порядке

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT