Российские ученые нашли новый способ применения квантового симулятора

N+1Наука

Квантовый вычислитель смог обнаружить фазовый переход сквозь шум

Оксана Борзенкова

O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Российские физики экспериментально продемонстрировали устойчивость к шумам квантового вариационного алгоритма на фотонном вычислителе с поляризационными кубитами. С его помощью они рассчитали квантовый фазовый переход в модели взаимодействия элементарных частиц и следили за возможностью его различить в случае зашумленных измерений. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Помимо известных квантовых алгоритмов, которые под силу только квантовому компьютеру, ученые ищут другие способы применения квантовых симуляторов «здесь и сейчас». Одна из таких возможностей — квантовые гибридные вариационные алгоритмы. Их хитрость таится в слове «гибридные»: для решения любой задачи используется и квантовый и классический вычислители, каждый из которых решает реальную для него подзадачу. Самый простой и распространенный вариационный алгоритм умеет находить минимальное значение энергии системы (в англоязычной литературе его называют Variational Quantum Eigensolver или VQE).

Любую задачу можно перевести на квантовый язык и рассматривать ее как физическую систему в состоянии с определенной энергией, причем решением задачи будет такое состояние системы, при котором энергия системы минимальна. Гибридный алгоритм использует квантовый процессор для того, чтобы приготавливать разные состояния, которые могут оказаться решением задачи. А классический вычислитель проверяет, какую энергию имеет то или иное состояние, и подсказывает квантовому какое состояние приготовить следующим. Постепенная вариация (отсюда и название) квантового состояния позволяет найти нужное состояние с минимальной энергией.

Физики из Сколтеха и Центра Квантовых Технологий МГУ под руководством Джейкоба Бьямонте (Jacob D. Biamonte) реализовали VQE на фотонном процессоре с поляризационными кубитами для моделирования изменения симметрии в системе элементарных частиц. Ученые запускали алгоритм при разных уровнях шума в системе и показали, что алгоритм устойчив к шумам. Кроме этого, им удалось обнаружить особенность поведения алгоритма в точке фазового перехода.

Схема установки для эксперимента. LD — лазерный диод, HWP, QWP — полуволновые и чертвертьволновые пластинки, LCVR — источники шума, PPKTP — нелинейный кристалл. Синим обозначена накачка от лазерного диода на длине волны 405 нанометров, а красным — одиночные фотоны после процесса спонтанного параметрического рассеяния, квадраты с диагональными линиями — поляризационные светоделители, черные линии — волокна. O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
От скромной девочки с Урала до культовой красавицы: как менялась Ирина Шейк От скромной девочки с Урала до культовой красавицы: как менялась Ирина Шейк

Ирина Шейк покорила мировые подиумы и сердца завидных женихов

Cosmopolitan
Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами

Почему динофлагелляты они не стали преобладать над диатомовыми водорослями

N+1
Палеонтологи изучили гистологическое строение костей сибирского пситтакозавра Палеонтологи изучили гистологическое строение костей сибирского пситтакозавра

Ранняя гистологическая зрелость может быть эволюционной тенденцией пситтакозавра

N+1
Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции

Езда на велосипеде полезнее, чем вы думали

ТехИнсайдер
10 фильмов с Уиллом Смитом, которые должен увидеть каждый 10 фильмов с Уиллом Смитом, которые должен увидеть каждый

Лучшие фильмы с участием Уилла Смита

Cosmopolitan
Отличницы и самозванцы Отличницы и самозванцы

Кого психологи называют самозванцами?

Лиза
Подводные археологи впервые нашли в Сингапурском проливе следы старых кораблекрушений Подводные археологи впервые нашли в Сингапурском проливе следы старых кораблекрушений

Возле острова Педра-Бранка обнаружены затонувшие торговые корабли XIV-XVIII вв

N+1
13 книг, которые помогут добиться поставленных целей 13 книг, которые помогут добиться поставленных целей

Книги, которые расскажут секреты личной эффективности

Cosmopolitan
9 автоновинок для России: все подробности и цены 9 автоновинок для России: все подробности и цены

Российский авторынок пополнился самыми разными автомобилями

РБК
Любовь на экспорт: знаменитые россиянки, вышедшие замуж за иностранцев Любовь на экспорт: знаменитые россиянки, вышедшие замуж за иностранцев

Российские звезды, которые выбрали в мужья заграничных парней

Cosmopolitan
Полный вперед Полный вперед

Актриса Софья Эрнст — о новом проекте Ренаты Литвиновой и о своем муже

Grazia
«Я не телепат, дорогая!»: почему мужчины не догадываются, чего мы от них ждем «Я не телепат, дорогая!»: почему мужчины не догадываются, чего мы от них ждем

Как мужчины пытаются угадать, что нам нужно, м как у них это не получается

Cosmopolitan
План Б: ответы на главные вопросы о мерах экстренной контрацепции План Б: ответы на главные вопросы о мерах экстренной контрацепции

Говорим о той самой «таблетке завтрашнего дня»

Playboy

Что нужно изменить в себе, чтобы обратить на себя внимание миллиардера

Cosmopolitan
Синдром Марии-Антуанетты: можно ли от стресса поседеть за ночь Синдром Марии-Антуанетты: можно ли от стресса поседеть за ночь

Возможно ли поседение в кратчайшие сроки?

Cosmopolitan
7 вещей, которые мы бы хотели изменить в девушках 7 вещей, которые мы бы хотели изменить в девушках

В девушках все же есть черты, которые мы не против усовершенствовать

Maxim
Как и где быстро заработать денег: 13 легальных и проверенных способов Как и где быстро заработать денег: 13 легальных и проверенных способов

Подборка вариантов подработки, помогающей быстро и просто увеличить свой доход

Playboy
Вернись, я все прощу! На что знаки зодиака готовы пойти ради любви Вернись, я все прощу! На что знаки зодиака готовы пойти ради любви

На что твой милый готов пойти ради любви

VOICE
8 (по)потрясных латиноамериканских песен 8 (по)потрясных латиноамериканских песен

Эти песни были посланы свыше, чтобы ты смог скоротать начало лета под них

Maxim
Жизнь в будущем: Алина Фаркаш о том, как нам всем повезло Жизнь в будущем: Алина Фаркаш о том, как нам всем повезло

Я бы, наверное, с ума бы сошла от радости, если бы мне сейчас было пятнадцать

Cosmopolitan
Дайте с витрины Дайте с витрины

Этой осенью в США начнется большая распродажа предметов из коллекций музеев

Forbes
Спутник Sentinel-5 по выбросам газа предсказал маленькое извержение вулкана за 40 минут до его начала Спутник Sentinel-5 по выбросам газа предсказал маленькое извержение вулкана за 40 минут до его начала

Перед взрывом вулкан Вакаари утроил выбросы диоксида серы

N+1
Почему суррогатное материнство больше не стыдно: разбираем на примере звезд Почему суррогатное материнство больше не стыдно: разбираем на примере звезд

Кто из российских знаменитостей стал счастливым родителем благодаря сурмамам?

Cosmopolitan
Женщин растят «удобными». Быть счастливыми мы учимся сами Женщин растят «удобными». Быть счастливыми мы учимся сами

Многих из нас когда-то спрятали в скорлупу «хорошей девочки»

Psychologies
В своей тарелке В своей тарелке

Как посетить ресторан без риска для талии

Худеем правильно
Бьюти-лайфхаки из интернета: проверим вместе с экспертами? Бьюти-лайфхаки из интернета: проверим вместе с экспертами?

Популярные бьюти-лайфхаки: какие из них действительно работают?

Cosmopolitan
Спортивная конечная: как легкоатлетка Дарья Клишина преодолела болезнь и завоевала серебро чемпионата мира Спортивная конечная: как легкоатлетка Дарья Клишина преодолела болезнь и завоевала серебро чемпионата мира

Отрывок из из автобиографии Дарьи Клишиной «Прыжок вверх»

Forbes
Охотничий дротик на Юконе 6000 лет назад склеили бобровой струей Охотничий дротик на Юконе 6000 лет назад склеили бобровой струей

На растаявшем леднике в Канаде нашли дротик со следами кастореума

N+1
Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров

Популярные фитнес-блогеры - о том, как всегда оставаться в хорошей форме

Cosmopolitan
Открыть в приложении