Российские физики придумали новый способ масштабирования квантовых компьютеров

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.