Создание отказоустойчивого квантового компьютера
В будущем квантовые компьютеры смогут быстро моделировать новые материалы или помогать ученым разрабатывать более быстрые модели машинного обучения, открывая путь ко многим новым возможностям. Но эти приложения станут возможны только в том случае, если квантовые компьютеры смогут выполнять операции чрезвычайно быстро, чтобы ученые могли проводить измерения и вносить коррективы до того, как увеличивающееся количество ошибок снизит их точность и надежность.
Эффективность этого процесса измерения, известного как считывание, зависит от силы связи между фотонами, которые являются частицами света, несущими квантовую информацию, и искусственными атомами, единицами материи, которые часто используются для хранения информации в квантовом компьютере.
Теперь исследователи Массачусетского технологического института продемонстрировали то, что, по их мнению, является самой сильной нелинейной связью между светом и веществом, когда-либо достигавшейся в квантовой системе. Их эксперимент является шагом к реализации квантовых операций и считывания данных, которые могут быть выполнены за несколько наносекунд. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
Исследователи использовали новую архитектуру сверхпроводящей схемы, чтобы продемонстрировать нелинейную связь света и вещества, которая примерно на порядок сильнее, чем в предыдущих демонстрациях, что может позволить квантовому процессору работать примерно в 10 раз быстрее.
Предстоит еще многое сделать, прежде чем архитектура сможет быть использована в реальном квантовом компьютере, но демонстрация фундаментальной физики, лежащей в основе этого процесса, является важным шагом в правильном направлении, говорит доктор философии Юйфэн "Брайт" Йе, ведущий автор статьи, посвященной этому исследованию.
"Это действительно устранило бы одно из узких мест в квантовых вычислениях. Обычно вам приходится оценивать результаты ваших вычислений в промежутках между этапами исправления ошибок. Это может ускорить то, как быстро мы сможем достичь отказоустойчивой стадии квантовых вычислений и сможем использовать наши квантовые компьютеры в реальных приложениях", - говорит Йе.
К нему присоединился старший автор Кевин О'Брайен, доцент и главный исследователь Исследовательской лаборатории электроники Массачусетского технологического института, который возглавляет группу квантово-когерентной электроники на факультете электротехники и компьютерных наук (EECS), а также другие сотрудники Массачусетского технологического института, лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института и Гарварда. Университет.
Новый соединитель
Эта физическая демонстрация основана на многолетних теоретических исследованиях группы О'Брайена.
После того, как Йе присоединился к лаборатории в качестве аспиранта в 2019 году, он начал разрабатывать специализированный детектор фотонов для улучшения обработки квантовой информации.
Благодаря этой работе он изобрел новый тип квантового соединителя, который представляет собой устройство, облегчающее взаимодействие между кубитами. Кубиты являются строительными блоками квантового компьютера. У этого так называемого квартонного соединителя было так много потенциальных применений в квантовых операциях и считывании данных, что он быстро стал предметом пристального внимания лаборатории.
Квартоновый соединитель представляет собой особый тип сверхпроводящей схемы, обладающей потенциалом для создания чрезвычайно сильной нелинейной связи, которая необходима для работы большинства квантовых алгоритмов. Поскольку исследователи подают в соединитель больше тока, это создает еще более сильное нелинейное взаимодействие. В этом смысле нелинейность означает, что поведение системы превосходит сумму ее частей, проявляя более сложные свойства.
"Большинство полезных взаимодействий в квантовых вычислениях происходят от нелинейного взаимодействия света и вещества. Если вы сможете получить более широкий спектр различных типов взаимодействия и увеличить силу взаимодействия, то вы сможете существенно увеличить скорость обработки данных квантового компьютера", - объясняет Йе.
Для квантового считывания данных исследователи направляют микроволновый свет на кубит, а затем, в зависимости от того, находится ли этот кубит в состоянии 0 или 1, происходит сдвиг частоты на соответствующем считывающем резонаторе. Они измеряют этот сдвиг, чтобы определить состояние кубита.
Нелинейная связь света и материи между кубитом и резонатором обеспечивает этот процесс измерения.
Исследователи Массачусетского технологического института разработали архитектуру с квартонным ответвителем, подключенным к двум сверхпроводящим кубитам на кристалле. Они превращают один кубит в резонатор, а другой используют в качестве искусственного атома, который хранит квантовую информацию. Эта информация передается в виде частиц микроволнового излучения, называемых фотонами.
"Взаимодействие между этими сверхпроводящими искусственными атомами и микроволновым излучением, которое направляет сигнал, - это, по сути, то, как строится весь сверхпроводящий квантовый компьютер", - объясняет Йе.
Что позволяет ускорить считывание данных
Квартоновый соединитель создает нелинейную связь между светом и веществом между кубитом и резонатором, которая примерно на порядок сильнее, чем удавалось достичь исследователям ранее. Это может позволить создать квантовую систему с молниеносным считыванием данных.
"Эта работа - еще не конец истории. Это демонстрация фундаментальной физики, но сейчас в группе продолжается работа над действительно быстрым считыванием данных", - говорит О'Брайен.
Это потребовало бы добавления дополнительных электронных компонентов, таких как фильтры, для создания схемы считывания, которая могла бы быть встроена в более крупную квантовую систему.
Исследователи также продемонстрировали чрезвычайно сильную связь материя-вещество, еще один тип взаимодействия кубитов, который важен для квантовых операций. Это еще одна область, которую они планируют исследовать в своей будущей работе.
Быстрые операции и считывание данных особенно важны для квантовых компьютеров, поскольку кубиты имеют ограниченный срок службы - понятие, известное как время когерентности.
Более сильная нелинейная связь позволяет квантовому процессору работать быстрее и с меньшими ошибками, поэтому кубиты могут выполнять больше операций за тот же промежуток времени. Это означает, что кубиты могут выполнять больше циклов исправления ошибок в течение своего срока службы.
"Чем больше циклов исправления ошибок вы сможете выполнить, тем меньше будет ошибок в результатах", - говорит Йе.
В долгосрочной перспективе эта работа может помочь ученым создать отказоустойчивый квантовый компьютер, который необходим для практических крупномасштабных квантовых вычислений.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Акула-молот упала с неба на поле для гольфа

Американские военные распространяли мифы об НЛО

Документы по реинжинирингу НЛО

Загадочный шар замечен над штатом Вашингтон

Исследования Филипа Мантла в области НЛО

Кто распространяет мифы об НЛО

Межпространственный бомбардировщик ВВС США

Металлическая сфера, покрытая причудливыми символами

Несколько огромных сооружений на Луне

НЛО пролетает над небоскребами Нью-Джерси

НЛО рискуют провалиться в паранормальную кроличью нору

От вампиров до оборотней и келпи

Открыли путь к сверхзрению для человека

Пентагон должен признаться во лжи об НЛО

Пентагон организовал уфологический заговор

Правда, стоящая за заговорами об НЛО

Правительство США использовало мифы об НЛО

Разбившийся НЛО откапывают в Алжире

Сокрытие секретных оружейных программ Пентагона

ЦРУ разжигает массовые беспорядки

GetRentacar.com – огромный выбор автомобилей для аренды по лучшим ценам

Божественный голос сказал, что мое время еще не пришло

Вендиго - зверь с ненасытной жаждой плоти

Виманы - летающие машины древней Индии

Военные США продвигали теории об НЛО

Второй город обнаружен под пирамидами Гизы

Выход из болота моделей теорий струн

Доисторический компьютер

Инопланетяне обезвредили ядерные боеголовки

История с мумией кошки и чередой загадочных катастроф

Могла ли вся культура НЛО подогреваться Пентагоном

Новая раса людей сделает обычных людей устаревшими

Пентагон и другие ведомства скрывали правду

Пентагон распространял мифы об НЛО

Правда о заговоре в Зоне 51

Распространение дезинформации об НЛО

Секретные оружейные программы Пентагона

Современный ИИ - туповат

Сражение НЛО в небе Земли в 1665 году

Сферический НЛО с инопланетными письменами

Туринская плащаница - загадка длиной в 2000 лет

Временная регистрация в Москве, что нужно знать гражданам РФ

ЭКО. Преимущества и особенности процедуры

Как выбрать мужские брюки. Советы по стилю, посадке и материалам

Военные США распространяли мифы об НЛО

Где скрываются секретные оружейные программы

Мифы об НЛО намеренно раздувались

Мы всего лишь переменные в коде

Неопознанные аэрокосмические и подводные явления

НЛО замечен в небе над Эдинбургом

НЛО появится на крупном спортивном событии

Одна инопланетянка из Перу была беременна

Охранник морга поведал жуткую историю

Папу призвали поделиться секретами Ватикана о НЛО

Пентагон распространил мифы об НЛО

Подростки из Мидлотии видели НЛО

Полковник ВВС США подбрасывал фотографии НЛО

Пришельцы приземлились в Воронеже

Расшифрована утерянная легенда о Мерлине и Артуре

Секреты Пентагона. Инопланетяне или шутка

США десятилетиями подпитывали слухи об НЛО

Таинственный туннель под пирамидами Теотиуакана

Теории заговора о Зоне 51 распространялись намеренно

Что на самом деле происходит после смерти

Сувениры с логотипом Тюмень

Акцент администрации Трампа на НЛО

Врата ада наконец-то закрываются

Дискообразный НЛО замечен над Тайванем

Душа никогда не умирает

Загадочный мегалит Сайвите

Засекреченная правда о происхождении Марса

Захватил ли ИИ контроль над нами

Земля никогда нам не принадлежала

Мужчина прожил на звездолете 10 дней

Обнаружили гигантские каменные сферы в Коста-Рике

Пентагон подпитывал уфологическую мифологию

Правда об НЛО и похищениях инопланетянами

Правительственное прикрытие или космический корабль

Признаки биологической активности на экзопланете K2-18b

Разоблачитель НЛО хвалит целевую группу Трампа по НЛО

Рядом с нашей Вселенной может существовать другая

Тайна инопланетных черепов, найденных в Мексике

Темный заговор в правительстве США

Физики создали самую маленькую скрипку

Экстрасенс предсказал эпическую дуэль Трампа и Маска

Адский огонь начинает угасать

Гватемальский эксперт рассказал о светящемся объекте

Загадочная смерть крупного рогатого скота в Колорадо

Изуродованное животное найдено в Корриентесе

Национальный архив Бразилии опубликовал документы о НЛО

НЛО в Гренландии вызывает много вопросов

Новый виток звездных войн

Обнаружили скрытые закономерности в Библии

Одержимый грузовик движется сам по себе

Пентагон сфабриковал мифологию НЛО в США

Подробности похищения инопланетянами в Аллагаше

Пророчество слепой ясновидящей Ванги на 2025 год

Расшифровка свитков Мертвого моря

Режиссер обнаружил местонахождение Святого Грааля

Серебряный шар появился над Ютой

Трамп может пролить свет на проблему НЛО

Фестиваль НЛО пройдет в Бурьене

Физики используют ИИ для поиска НЛО

ЦРУ обнаружило инопланетян на обратной стороне Луны

Человек, сделавший лучший снимок НЛО

Апокалипсис наступит через 10 лет

В Зоне 51 что-то происходит

Инопланетянка из Перу была беременна

Команда ученых из Института SETI изучает китов

Мир не готов к раскрытию правды об НЛО

Модель поглощения черной дырой нейтронной звезды

Насколько вероятна жизнь на Марсе

Отдаленные регионы мира полны невероятных тайн

Охлаждающий эффект дымки на Плутоне

Поиски лучшего способа отличить жизнь от нежизни

Полет на Марс может занять всего три месяца

Происхождение сверхгорячей экзопланеты

Развитие полетов с использованием ядерного двигателя

Реалистичный взгляд на терраформирование Марса

Суперземля обнаружена в обитаемой зоне звезды

Тайны химии межзвездного пространства

Трамп хочет привлечь частный сектор на Марс

Треугольный НЛО замечен над Торонто

Черные дыры можно использовать как суперколлайдеры

Японская Ванга предупредила о большом опустошении

Вампирами рождаются, а не становятся

Всего за 24ч в небольшом городке произошло 35 землетрясений

Доказательства реальности жизни после смерти

Жуткая памятка о крушении НЛО в Розуэлле

Загадка двух очень странных смертей в больницах

Загадочные кашмирские гиганты

И-Цзин - компьютер древних богов

Концепт тюрьмы будущего. Зоны отдыха и бутики

Мачу-Пикчу более 100 лет называют неправильным именем

Может ли Вселенная быть чьим-то мозгом

Наглядное подтверждение гипотезы 'Космического зоопарка'

Обнаружена потенциально обитаемая экзопланета

Пентагон автоматизирует изучение НЛО

Прорыв в области анализа свитков Мертвого моря

Сет - самый загадочный египетский бог

Симпозиум по НЛО стартует в округе Страткона

Тайна детей с черными глазами

Теория Большого взрыва неверна

Феномен странных дирижаблей 1896–1897 годов

Являются ли драконы мифическими существами

Какие документы должны быть на предприятии по охране труда

Бигфута сняли в лесах Колорадо

Города Нью-Джерси, где чаще всего видели НЛО

Девочке из мозга удалили 8-сантиметровый гвоздь

Как при слиянии нейтронных звезд образуются черные дыры

Кинорежиссёр видел НЛО

На каких отдаленных планетах может существовать жизнь

Находимся ли мы в галактическом зоопарке

Неразгаданная тайна Солвейского космонавта

Поиск экзопланет в обитаемых зонах их звезд

Пролетающие мимо звезды оказывают влияние на Землю

Пульсирующий шар замечен в Огайо

Путешествие на Марс и Цереру через Луну

Разоблачитель НЛО подает в суд на шерифа Вирджинии

Свидетельница 'Огней Феникса' все еще ищет ответы

Создатели НЛО могут скрываться в океанах Земли

У людей могут быть экстрасенсорные способности

Удалось ли астрономам найти исчезнувшую звезду

Ужасающие дома, управляемые злыми демонами

Чупакабра может быть результатом эксперимента

Электронные письма о НЛО и брифинги 'Пять глаз'

Доказательства того, что люди не все контролируют

Загадочная история одичавшего ребенка

Изучение загадочной Бетельгейзе

Как внеземные цивилизации путешествуют по Вселенной

Конкурент Neuralink имплантировал первый чип в мозг

Кусок арматуры пробил мужчину без серьезных последствий

Мозговой имплант впервые подключили к человеку

Озон не является хорошим биосигналом жизни

Охота за таинственной 'Девятой планетой' преподносит сюрприз

Поиск пригодных для жизни миров стал актуальной темой

Приповерхностный лед и горные породы Марса

Путь волны через пространство-время черной дыры

Самолет, с которого началась легенда о Зоне 51

Сверхгорячая экзопланета со сверхбыстрыми ветрами

Свидетельства существования черных дыр средней массы

Секреты предков классического периода майя

Спутниковые мегакомплексы угрожают астронаблюдениям

Тайная сторона космической гонки

Ученые защищают заявление о подземном городе в Гизе

Фирме Neuralink удалось привлечь ещё $650 млн

Наверх
Яндекс.Метрика