Российские физики придумали, как решить одну из главных проблем квантовых вычислений. Они установили, что нарастить мощности компьютеров проще, если использовать многоуровневые квантовые ячейки памяти вместо традиционных кубитов — квантовых аналогов логических битов. Об этом пишет ТАСС.
Существующие квантовые компьютеры в большинстве своем построены именно на базе кубитов — аналогов искусственного атома водорода с двумя энергетическими уровнями. Но есть и более сложные квантовые ячейки памяти — кутриты и куквадры, в них три или четыре уровня соответственно.
Многоуровневые кубиты позволяют уменьшить число частиц, необходимых для хранения и обработки данных, но ими гораздо сложнее манипулировать.
В ходе своего нового исследования российские физики установили, что многоуровневые кубиты достаточно просто приспособить для проведения вентиля Тоффоли — одной из самых распространенных квантово-логических операций. С ее помощью можно реализовать логические операции и построить практически любую логическую схему.
В Российском квантовом центре (РКЦ) придумали алгоритм, благодаря которому для создания полноценных вентилей Тоффоли можно использовать кутриты без эксплуатации других типов квантовых битов.
Такой подход серьезно упрощает архитектуру вычислительной системы и повышает ее масштабируемость, облегчая извлечение информации.
«Идея состоит в том, чтобы использовать дополнительные уровни физических систем для увеличения качества реализации квантовых операций и более плотного кодирования информации. Для демонстрации схемы мы выбрали сверхпроводниковый квантовый компьютер. Кроме того, в России сейчас идет работа по созданию многоуровневого квантового компьютера на базе ионов», — рассказал руководитель научной группы РКЦ Алексей Федоров.
🖥 Ранее в МГУ запустили первую в России университетскую квантовую сеть.