15 августа 2023 г. — Лос-Аламостская национальная лаборатория сообщила сегодня, что потенциально революционный теоретический подход к аппаратному обеспечению квантовых вычислений позволяет избежать некоторых сложностей, присущих квантовым компьютерам. Стратегия реализует алгоритм естественных квантовых взаимодействий для решения множества реальных проблем быстрее, чем это могут сделать классические компьютеры или обычные квантовые компьютеры на основе вентилей, говорится в сообщении лаборатории.
«Наше открытие устраняет многие сложные требования к квантовому оборудованию», — сказал Николай Синицын, физик-теоретик из Лос-Аламосской национальной лаборатории. Он является соавтором бумаги о подходе в журнале Physical Review A. «Природные системы, такие как электронные спины дефектов в алмазе, имеют именно тот тип взаимодействий, который необходим для нашего вычислительного процесса».
Синицын сказал, что команда надеется сотрудничать с физиками-экспериментаторами из Лос-Аламоса, чтобы продемонстрировать свой подход с использованием ультрахолодных атомов. По его словам, современные технологии в ультрахолодных атомах достаточно развиты, чтобы продемонстрировать такие вычисления с использованием от 40 до 60 кубитов, что достаточно для решения многих проблем, недоступных в настоящее время с помощью классических или бинарных вычислений. Кубит — это основная единица квантовой информации, аналогичная биту в знакомых нам классических вычислениях.
Вместо того, чтобы создавать сложную систему логических вентилей среди множества кубитов, которые должны иметь общую квантовую запутанность, новая стратегия использует простое магнитное поле для вращения кубитов, таких как спины электронов, в естественной системе. Точная эволюция спиновых состояний — это все, что нужно для реализации алгоритма. Синицын сказал, что этот подход может быть использован для решения многих практических задач, предлагаемых для квантовых компьютеров.
Квантовые вычисления остаются зарождающейся областью, сдерживаемой сложностью соединения кубитов в длинные цепочки логических элементов и поддержания квантовой запутанности, необходимой для вычислений. Запутанность разрушается в процессе, известном как декогеренция, поскольку запутанные кубиты начинают взаимодействовать с миром за пределами квантовой системы компьютера, внося ошибки. Это происходит быстро, что ограничивает время вычислений. Настоящая коррекция ошибок еще не реализована на квантовом оборудовании.
Новый подход основан на естественной, а не индуцированной запутанности, поэтому он требует меньше соединений между кубитами. Это снижает влияние декогеренции. Таким образом, кубиты живут относительно долго, сказал Синицын.
Теоретическая работа команды из Лос-Аламоса показала, как этот подход может решить проблему разделения чисел с использованием алгоритма Гровера быстрее, чем существующие квантовые компьютеры. Как один из самых известных квантовых алгоритмов, он позволяет осуществлять неструктурированный поиск в больших наборах данных, которые поглощают обычные вычислительные ресурсы. Например, сказал Синицын, алгоритм Гровера можно использовать для распределения времени выполнения задач поровну между двумя компьютерами, чтобы они заканчивались одновременно с другими практическими задачами. Алгоритм хорошо подходит для идеализированных квантовых компьютеров с исправлением ошибок, хотя его трудно реализовать на современных машинах, подверженных ошибкам.
По словам Синицына, квантовые компьютеры созданы для выполнения вычислений намного быстрее, чем любое классическое устройство, но до сих пор их было чрезвычайно сложно реализовать. Обычный квантовый компьютер реализует квантовые схемы — последовательности элементарных операций с разными парами кубитов.
Лос-аламосские теоретики предложили интригующую альтернативу.
«Мы заметили, что для многих известных вычислительных задач достаточно иметь квантовую систему с элементарными взаимодействиями, в которой только один квантовый спин — реализуемый двумя кубитами — взаимодействует с остальными вычислительными кубитами», — сказал Синицын. «Тогда один магнитный импульс, который действует только на центральный спин, реализует наиболее сложную часть квантового алгоритма Гровера». Эта квантовая операция, называемая оракулом Гровера, указывает на желаемое решение.
«В этом процессе не требуется никаких прямых взаимодействий между вычислительными кубитами и зависимых от времени взаимодействий с центральным спином», — сказал он. По его словам, как только статическая связь между центральным спином и кубитами установлена, все вычисления состоят только из применения простых импульсов внешнего поля, зависящих от времени, которые вращают спины.
Важно отметить, что команда доказала, что такие операции можно делать быстро. Команда также обнаружила, что их подход топологически защищен. То есть он устойчив ко многим ошибкам в точности управляющих полей и других физических параметров даже без квантовой коррекции ошибок.
Статья: «Топологически защищенный оракул Гровера для задачи о разбиении». Физический обзор А. https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.108.022412
Финансирование: Управление по науке Министерства энергетики, Управление передовых научных компьютерных исследований и программа исследований и разработок под руководством лаборатории в Лос-Аламосской национальной лаборатории.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- ЧартПрайм. Улучшите свою торговую игру с ChartPrime. Доступ здесь.
- Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
- Источник: https://insidehpc.com/2023/08/los-alamos-reports-hardware-approach-offers-new-quantum-computing-paradigm/
- :имеет
- :является
- :нет
- $UP
- 15%
- 202
- 2023
- 40
- 60
- a
- О нас
- доступной
- акты
- продвинутый
- против
- алгоритм
- алгоритмы
- Все
- позволяет
- вдоль
- причислены
- альтернатива
- Несмотря на то, что
- среди
- an
- анализ
- и
- любой
- Применение
- подхода
- МЫ
- AS
- At
- основной
- BE
- было
- начинать
- между
- Немного
- брейки
- построенный
- но
- by
- под названием
- CAN
- центральный
- сложные
- сотрудничать
- комплекс
- сложность
- вычисление
- расчеты
- компьютер
- компьютеры
- вычисление
- вычислительные исследования
- Соединительный
- Коммутация
- состоит
- контроль
- обычный
- может
- В настоящее время
- данным
- наборы данных
- демонстрировать
- Кафедра
- желанный
- Развитие
- устройство
- Diamond
- различный
- трудный
- Трудность
- направлять
- открытый
- do
- вниз
- Электронный
- электронов
- ликвидирует
- энергетика
- достаточно
- запутанность
- Весь
- одинаково
- ошибка
- ошибки
- Даже
- эволюция
- существующий
- экспериментальный
- и, что лучший способ
- чрезвычайно
- знакомый
- знаменитый
- далеко
- БЫСТРО
- быстрее
- меньше
- поле
- Поля
- обнаружение
- окончание
- Что касается
- найденный
- ворота
- происходит
- Жесткий
- Аппаратные средства
- Есть
- he
- высокая производительность
- надеется,
- Как
- HTTPS
- Влияние
- осуществлять
- в XNUMX году
- инвентарь
- in
- информация
- пример
- взаимодействовать
- взаимодействие
- взаимодействует
- интригующий
- введение
- IT
- Джобс
- журнал
- JPG
- известный
- лаборатория
- лаборатория
- большой
- ограничивающий
- жить
- логика
- Длинное
- много времени
- лос
- Лос-Аламосской национальной лаборатории
- Продукция
- сделанный
- Магнитное поле
- Сохранение
- многих
- макс-ширина
- Модерн
- современные технологии
- самых
- много
- должен
- рождающийся
- национальный
- натуральный
- необходимый
- Новые
- Новости
- нет
- номер
- of
- Предложения
- Офис
- on
- консолидировать
- ONE
- только
- операция
- Операционный отдел
- or
- оракул
- Другое
- наши
- внешнюю
- пар
- бумага & картон
- парадигма
- параметры
- часть
- Выполнять
- физический
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- пунктов
- потенциально
- практическое
- необходимость
- Точно
- Точность
- Проблема
- проблемам
- процесс
- FitPartner™
- предложило
- защищенный
- доказанный
- импульс
- Квантовый
- квантовые алгоритмы
- Квантовый компьютер
- квантовые компьютеры
- квантовые вычисления
- квантовая запутанность
- квантовая коррекция ошибок
- квантовая информация
- Кубит
- кубиты
- быстро
- скорее
- реальный мир
- реализовать
- снижает
- относительно
- остатки
- Сообщается
- Отчеты
- обязательный
- Требования
- требуется
- исследованиям
- исследование и разработка
- Полезные ресурсы
- ОТДЫХ
- обзоре
- надежный
- Сказал
- то же
- Наука
- научный
- набор
- Наборы
- установка
- Поделиться
- показал
- просто
- одинарной
- So
- уже
- Решение
- РЕШАТЬ
- некоторые
- Вращение
- спинов
- Области
- Стратегия
- такие
- достаточный
- система
- системы
- задачи
- команда
- технологии
- чем
- который
- Ассоциация
- мир
- их
- теоретический
- они
- этой
- Таким образом
- время
- в
- сегодня
- Сегодняшних
- правда
- два
- напишите
- Ед. изм
- используемый
- использования
- через
- разнообразие
- , которые
- без
- Мир
- еще
- зефирнет