Версия для слабовидящих
Физики объединили кубиты для взаимной корректировки ошибок вычислений Печать Email
Новости об инновациях
19.06.2014

Согласно результатам нового исследования, проведённого международной командой физиков, объединение кубитов в единые элементы обработки информации заставляет всю вычислительную систему работать стабильно и без ошибок. Учёные смогли соединить рекордное количество квантовых единиц информации, чтобы система сама идентифицировала и устраняла ошибки в каждом отдельном кубите.

Как известно, кубит, он же «квантовый бит», способен не только принимать значения «0» и «1», но и находится в состоянии суперпозиции, то есть обладать обеими значениями до тех пор, пока его не измерят. Отдельные кубиты можно запутать друг с другом таким образом, чтобы у всех было одно состояние суперпозиции. Благодаря этому свойству квантовые компьютеры будущего смогут быстро решать сложные задачи (например, разлагать на дроби большие числа) и обрабатывать огромные объёмы данных.

Однако разработчикам квантовых компьютеров необходимо решить одну серьёзную проблему: квантовые состояния очень хрупкие и легко нарушаются при взаимодействии с окружающей средой. Эти взаимодействия приводят к ошибкам, таким как случайная смена значения кубита или нарушение спутанности всех кубитов в системе.

Для того чтобы сохранить состояние запутанности на время проведения необходимых вычислений, физики решили объединять кубиты в единые элементы обработки информации, так называемые «логические кубиты», способные самостоятельно обнаружить и исправить ошибки в отдельных компонентах системы.

Прежние результаты исследований в этой области привели к объединению максимум пяти кубитов, что в свою очередь позволило решить проблему случайной смены состояния единичных кубитов или несогласованности состояния одного из кубитов с остальными. Однако для корректировки и идентификации обеих этих проблем требуется объединение как минимум семи кубитов.

o_969465.jpg Рис. 1.

Об успехе в решении этой задачи сообщает исследовательская группа во главе с Райнером Блаттом (Rainer Blatt) из университета Инсбрука в Австрии. В рамках своего эксперимента учёные поймали семь ионов кальция в ловушку из электрических полей. Ионы выстроили в ряд и охладили до температур, близких к абсолютному нулю. При такой температуре два энергетических уровня ионов могут функционировать в качестве разных состояний кубита.

Затем учёные запутали полученные кубиты и искусственно создали ошибки, переключая состояния кубитов или их «синхронизацию» при помощи лазеров.

Поскольку частицы были объединены посредством квантовой запутанности, исследователи могли в точности определить, в каком именно кубите обнаружена ошибка и какого она рода. Это можно было сделать, изучив характеристики излучения захваченных ионов.

Чтобы в дальнейшем действительно исправлять ошибки, нужно будет добавить в систему хотя бы ещё один кубит, который будет «считывать» состояние остальных. Однако объединить в состояние квантовой запутанности более семи кубитов учёным пока не удалось.

Более того, для приближения к масштабам настоящего квантового компьютера нужно будет научиться ловить ионы в двухмерные сетки.

o_969466.jpg Рис. 2.

«Все эти задачи у нас на повестке дня. Но наше достижение уже является первым решающим шагом к созданию стабильно работающей квантово-вычислительной системы», — рассказывает Блатт в пресс-релизе.

В своей статье, опубликованной в журнале Science, учёные также рассказывают о контрольном эксперименте. Они проводили ряд вычислительных операций на своём логическом кубите и при помощи лазеров измеряли состояния отдельных кубитов. Результаты тестирования показали, что система может выполнить большинство базовых операций. Для полноценных вычислений необходимо увеличить масштаб, объединив большее количество кубитов в единую систему

.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/fiziki-obedinili-kubity-dlya-vzaimnoi-korrektirovki-oshibok-vychislenii

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта