Квантовый компьютер

В ЮФУ создали систему кодов для устранения ошибок в квантовых компьютерах.

Ученые Южного федерального университета (ЮФУ) разработали систему кодов для исправления ошибок в будущих квантовых компьютерах, сообщили ТАСС в понедельник в пресс-службе ЮФУ.

"В своем исследовании ученые изучили квантовые коды, исправляющие ошибки для нужд квантовых вычислений, и предложили использовать их как способ защиты от возникновения ошибок из-за влияния внешней среды", - говорится в сообщении.

В ЮФУ уточнили, что на возникновение ошибок при квантовых вычислениях влияют уровень шума и нарушение связи в одном кубите - квантовых аналогах битов - от уровня шума. Сами же ошибки в квантовых вычисления влияют на итоговый результат вычислений и, соответственно, правильную работу устройства.

"Мы исследовали квантовые коды и в ходе работы выяснили ключевые факторы, влияющие на появление ошибок во время квантового вычислительного процесса. На основе полученных данных была выдвинута гипотеза о применении дополнительных кодов к вычислительному процессу на разных стадиях самого вычислительного процесса", - приводятся в сообщении слова доцента кафедры вычислительной техники института компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ Сергея Гушанского.

Систему, разработанную учеными ЮФУ, можно применять не только в будущих квантовых компьютерах, но и в любых других гаджетах и устройствах, где применяются квантовые вычисления, добавили в пресс-службе.

Результаты исследования ученых ЮФУ поддержаны грантом РФФИ и опубликованы в Software Engineering Application in Systems Design.

В России создан прототип квантового компьютера на ионах (куквартов).

Исследователям удалось разработать систему из четырех кубитов, не наращивая число ионов, а применив оригинальную технологию масштабирования квантовых процессоров с использованием многоуровневых носителей информации - так называемых кудитов.

- На созданной базе к концу 2024 года будет построен универсальный квантовый компьютер с облачным доступом, - обозначил главное руководитель проектного офиса по квантовым технологиям в ГК "Росатом" Руслан Юнусов. - Сегодня платформа на ионах демонстрирует одни из самых интересных результатов. И это особенно примечательно, так как еще пять лет назад ионы не считались приоритетным направлением развития.

Для понимания открывшихся перспектив необходимо пояснить, чем отличаются классические вычислительные устройства от квантовых. В первом случае вся информация раскладывается на биты - 0 или 1. А в квантовых вычислениях наименьшей единицей информации является квантовый бит (кубит), способный одновременно находиться в обоих состояниях сразу - то есть и 0, и 1. Количество состояний, в которых находится квантовый процессор, быстро растет с увеличением числа кубитов за счет возможности связывать их между собой. Эта особенность позволяет квантовым устройствам решать различные вычислительные задачи на порядки быстрее классических компьютеров и суперкомпьютеров.

Однако существуют и расширенные версии кубитов - уже упомянутые кудиты. Они способны одновременно находиться в трех состояниях (кутриты) или даже в четырех - это уже кукварты. Российские физики построили систему из двух куквартов, что полностью эквивалентно четырем кубитам. Работа проводилась научным коллективом ФИАН под руководством Николая Колачевского и группой исследователей Российского квантового центра.

В ходе эксперимента исследователи захватили в вакуумной камере два иона и с помощью лазера провели с ними набор целенаправленных манипуляций. В результате удалось показать, что "качество операций между кубитами, связанными в кукварт, превосходит качество операций над независимыми частицами". А это сулит в будущем гораздо более высокое качество квантовых алгоритмов.

- Для нас это первый значимый результат в рамках дорожной карты по квантовым вычислениям, - подтвердил Руслан Юнусов.

Источник:

https://rg.ru/2021/12/28/v-rossii-sozdan-prototip-kvantovogo-kompiutera-na-ionah.html