top of page

Архив

  • Фото автораArthur

Квантовый компьютер на основе кудитов вне двоичной системы

Тот факт, что компьютеры работают с нулями и единицами — двоичной информацией — общеизвестен. Этот подход оказался успешным, и теперь компьютеры на двоичной системе питают все, начиная от кофеварок, и заканчивая беспилотными автомобилями.


Современные квантовые компьютеры также разрабатываются на основе привычной нам бинарной системы. «Однако строительные блоки квантовых компьютеров — это больше, чем просто нули и единицы», — объясняет Мартин Рингбауэр, физик-экспериментатор из Инсбрука, Австрия. «Ограничение их бинарными системами не позволяет этим устройствам реализовать свой истинный потенциал».


Команде под руководством Томаса Монца с факультета экспериментальной физики Инсбрукского университета удалось разработать квантовый компьютер, который может выполнять произвольные вычисления с так называемыми квантовыми цифрами (кудитами), прокладывая дорогу большей вычислительной мощности с меньшим количеством квантовых частиц.




Квантовые системы варьируются



Несмотря на то, что хранение информации в нулях и единицах — не самый эффективный способ выполнения вычислений, данный метод является самым простым. Простота часто также означает надежность и устойчивость к ошибкам, посему двоичная информация стала бесспорным стандартом для классических компьютеров.



Восемь состояний кальция, художественная интерпретация
Инсбрукский квантовый компьютер хранит информацию в отдельных захваченных атомах кальция, каждый из которых имеет восемь состояний, из которых ученые для вычислений использовали до семи | Изображение : Университет Инсбрука / Харальд Рич


В квантовом мире же ситуация иная. Например, в инсбрукском квантовом компьютере информация хранится в отдельных захваченных атомах кальция. Каждый из этих атомов имеет восемь различных состояний, из которых обычно только два используются для хранения информации. В действительности, почти все существующие квантовые компьютеры имеют доступ к большему количеству квантовых состояний, чем используется для вычислений.




Естественный подход к аппаратному и программному обеспечению



Физики из Инсбрука разработали квантовый компьютер, который может использовать весь потенциал этих атомов, выполняя вычисления с помощью кудитов. В отличие от классической системы, использование большего количества состояний не делает компьютер менее надежным. «Квантовые системы естественным образом имеют более двух состояний, и мы показали, что можем одинаково хорошо ими всеми управлять», — говорит Томас Монц.


С другой стороны, многие задачи, для решения которых нужны квантовые компьютеры, например, задачи по физике, химии или материаловедению, также естественным образом выражаются на языке кудита. Переписывание их для кубитов часто может сделать их слишком сложными для современных квантовых компьютеров. «Работа более, чем с нулями и единицами естественна не только для квантовых компьютеров, но и для их применений, что позволяет нам раскрыть истинный потенциал квантовых систем», — объясняет Мартин Рингбауэр.



Публикация : Универсальный квантовый процессор кудит с захваченными ионами. Мартин Рингбауэр, Майкл Мет, Лукас Постлер, Роман Стрикер, Райнер Блатт, Филипп Шиндлер, Томас Монц. Nature Physics 2022. DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0 [arXiv: 2109.06903]




16 просмотров0 комментариев

Недавние посты

Смотреть все

Comentários


Featured

Счётчики

Чтобы общаться с участниками, войдите в аккаунт
Знакомьтесь и подписывайтесь на участников сообщества, оставляйте комментарии и т. д.

Старый Сайт

сайт.png

Важность

Веганства

вег.jpg

Аниме Радио

1479003_edited.png
bottom of page