`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

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

Кудит – транзисторный затвор для квантовой обработки информации

0 
 

Квантовая обработка информации обещает быть намного быстрее и безопаснее, чем вычисления на сегодняшних суперкомпьютерах, но пока не существует, потому что ее строительные блоки, кубиты, как известно, нестабильны.

Исследователи из Университета Пердью одними из первых построили затвор - то, что могло бы быть квантовой версией транзистора, используемого в современных компьютерах для обработки информации. В то время как кубиты могут существовать только в суперпозиции состояний 0 и 1, кудиты (qudit) существуют в нескольких состояниях, таких как 0 и 1 и 2. Чем больше состояний, тем больше данных можно кодировать и обрабатывать.

Эти затворы были бы не только более эффективными, чем кубитные, но и более стабильными

Затворы также создают одно из самых больших запутанных состояний квантовых частиц на сегодняшний день - в данном случае, фотонов. Запутывание - это квантовое явление, которое позволяет измерениям состояния одной частицы автоматически влиять на состояния другой частицы, предоставляя возможность сделать связь между сторонами неразрывной или, например, телепортировать квантовую информацию из одной точки в другую.

Чем больше запутанность в так называемом гильбертовом пространстве (математическое пространство, к которому принадлежат Ψ-функции, описывающие квантовый объект) - мире, где может происходить квантовая обработка информации - тем лучше.

Предыдущие фотонные подходы были способны достичь 18 кубитов, закодированных в шести запутанных фотонах в гильбертовом пространстве. Исследователи из Пердью максимизировали запутывание с затворами, используя четыре кудита - эквивалент 20 кубитов - закодированных только в двух фотонах.

«Фотоны дорогие в квантовом смысле, потому что их трудно генерировать и контролировать, поэтому идеально упаковывать как можно больше данных в каждый фотон», - сказал Пулад Имани (Poolad Imany), научный сотрудник Школы электротехники и вычислительной техники в Пердью.

Команда достигла большего запутывания с меньшим количеством фотонов, кодируя один кудит во временном домене, а другой - в частотном домене каждого из двух фотонов. Они создали затвор, используя два кудита, закодированных в каждом фотоне, в общей сложности четыре кудита в 32 измерениях как времени, так и частоты. Чем больше размерность пространства, тем больше запутанность.

Как правило, затворы, построенные на фотонных платформах для манипулирования квантовой информацией, закодированной в отдельных фотонах, работают лишь некоторое время, потому что фотоны в природе не очень хорошо взаимодействуют друг с другом, что делает чрезвычайно сложным манипулирование состоянием одного фотона на основе состояния другой. Кодируя квантовую информацию во временном и частотном доменах фотонов, исследователи из Пердью сделали работу с квантовыми затворами детерминированной, а не вероятностной.

Команда внедрила затвор с набором стандартного оборудования, ежедневно используемого в индустрии оптической связи.

«Этот затвор позволяют нам манипулировать информацией предсказуемым и детерминированным способом, что означает, что он может выполнять операции, необходимые для определенных задач квантовой обработки информации», - сказал Эндрю Вайнер (Andrew Weiner), профессор электротехники и вычислительной техники, чья лаборатория специализируется в области сверхбыстрой оптики.

Впоследствии команда хочет использовать затвор в задачах квантовой связи, таких как квантовая телепортация, а также для выполнения квантовых алгоритмов в таких приложениях, как квантовое машинное обучение или моделирование молекул.

Кудит – транзисторный затвор для квантовой обработки информации

Двусторонний затвор, в числе первых в своем роде, максимизирует запутанность фотонов, так что квантовой информацией можно манипулировать более предсказуемо и надежно


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
Реклама

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