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

Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды

Что приводит к возникновению систем с миллисекундными пульсарами?

N+1
Анна Блинова Анна Блинова

Femme fatale из Купчино. У Александринского театра появилась прима

Собака.ru
На египетской картине нашли библейский синий На египетской картине нашли библейский синий

Из чего древние египтяне делали редкую краску — библейский синий

N+1
AirTag: как трекер Apple работает в России, что делать при его обнаружении и как устроена защита от слежки AirTag: как трекер Apple работает в России, что делать при его обнаружении и как устроена защита от слежки

Ответы на вопросы об устройстве AirTag от Apple

VC.RU
Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов

Как две девушки сделали бизнес на блюдах с яйцами?

Forbes
Алексей Шупляков: Оптицевание. О новой эпидемии в России Алексей Шупляков: Оптицевание. О новой эпидемии в России

Сатирический рассказ «Оптицевание» о новостной повестке в России

СНОБ
5 способов скрыть отросшие корни 5 способов скрыть отросшие корни

Однажды покрасить волосы — значит столкнуться с проблемой отросших корней

Cosmopolitan
Глазами другого Глазами другого

Когда на нас смотрят, мы открываем свою личность заново

Psychologies
Смогут ли люди жить под водой Смогут ли люди жить под водой

Что если часть людей поселить под водой?

Популярная механика
Увеличение губ: личный опыт редактора Cosmo Увеличение губ: личный опыт редактора Cosmo

Увеличение губ - одна из самых популярных и противоречивых процедур

Cosmopolitan
«Все напрасно»: что такое выученная беспомощность и как ее преодолеть «Все напрасно»: что такое выученная беспомощность и как ее преодолеть

Ощущение беспомощности может серьезно влиять на эмоциональное состояние

РБК
Нежный бархат Нежный бархат

Сокровище, а не девушка

Playboy
Святая, которая не ходит в туалет: слава и ужасная смерть мошенницы Анны Ламинит Святая, которая не ходит в туалет: слава и ужасная смерть мошенницы Анны Ламинит

История мошенницы, которая заставила всю Европу поклоняться себе

Cosmopolitan
Cruise запустила предсерийное производство беспилотников без руля и педалей Cruise запустила предсерийное производство беспилотников без руля и педалей

Cruise начала предсерийное производство полностью беспилотных электромобилей

N+1
Каннабис, премиум-шампанское и агенты для спортсменов: на чем заработал свои $1,4 млрд первый рэпер-миллиардер Jay-Z Каннабис, премиум-шампанское и агенты для спортсменов: на чем заработал свои $1,4 млрд первый рэпер-миллиардер Jay-Z

Jay-Z первый рэпер-миллиардером, заработавший состояние не только на музыке

VC.RU
Что нужно сделать в Дагестане – гид Натальи и Мурада Османн Что нужно сделать в Дагестане – гид Натальи и Мурада Османн

Что обязательно нужно сделать, посетив солнечную республику Дагестан

GQ
Минет как долг: что не так с концепцией супружеских обязанностей Минет как долг: что не так с концепцией супружеских обязанностей

Почему секс не может быть обязанностью?

Cosmopolitan
Победительница шоу «Ты топ-модель»:«У нас была честная конкуренция, без козней» Победительница шоу «Ты топ-модель»:«У нас была честная конкуренция, без козней»

Победительница шоу «Ты топ-модель на ТНТ» Тина Тоева — о проекте и планах

Cosmopolitan
Палеонтологи объяснили функции необычных ног энанциорнисовых птиц из бирманского янтаря Палеонтологи объяснили функции необычных ног энанциорнисовых птиц из бирманского янтаря

Американские палеонтологи изучили остатки энанциорнисовых птиц

N+1
Археологи воспроизвели музыку мезолитических охотников с помощью лосиных зубов Археологи воспроизвели музыку мезолитических охотников с помощью лосиных зубов

Костяные подвески из могильника в Карелии приняли участие в эксперименте

N+1
Пятерка фильмов про теории заговора Пятерка фильмов про теории заговора

Как хорошо, что конспирологию можно не только читать, но и смотреть!

Maxim
3 мифа об охлаждении ноутбуков, в которые пора перестать верить 3 мифа об охлаждении ноутбуков, в которые пора перестать верить

Помогают ли охлаждающие подставки? Каким слоем нужно наносить термопасту?

CHIP
Наша задача — затормозить уменьшение плодородия Наша задача — затормозить уменьшение плодородия

Академик Алексей Завалин о сложностях агропрома и о состоянии чернозема

Наука
Месть за возлюбленную: история настоящего ворошиловского стрелка Месть за возлюбленную: история настоящего ворошиловского стрелка

Реальный прототип ворошиловского стрелка — молодой парень-афганец

Cosmopolitan
Криштиану Роналду за баллы: зачем футбольные клубы выпускают свою криптовалюту Криштиану Роналду за баллы: зачем футбольные клубы выпускают свою криптовалюту

Можно ли заработать на фанатской криптовалюте?

Forbes
Репейницы пересекли Сахару и поставили рекорд дальности миграций для насекомых Репейницы пересекли Сахару и поставили рекорд дальности миграций для насекомых

Ежегодно бабочки-репейницы могут преодолевать до 12000-14000 километров

N+1
В долине реки Коа нашли крупнейшие палеолитические петроглифы с быками В долине реки Коа нашли крупнейшие палеолитические петроглифы с быками

Ученые нашли в Португалии древние наскальные изображения

N+1
Нужно ли ребенку летом заниматься школьными предметами? Нужно ли ребенку летом заниматься школьными предметами?

Чем детям все-таки стоит заниматься на каникулах?

Psychologies
Гиганты в небе: 6 самых больших самолетов Гиганты в небе: 6 самых больших самолетов

Порождения человеческого разума, способные перевозить сотни тонн грузов

Вокруг света
«Чудесная непослушная мама»: трогательные цитаты сыновей принцессы Дианы о ней «Чудесная непослушная мама»: трогательные цитаты сыновей принцессы Дианы о ней

Принцы Уильям и Гарри дорожат временем, проведенным с мамой

Cosmopolitan
Открыть в приложении