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

У бонобо нашли вокальные диалекты У бонобо нашли вокальные диалекты

Ученые сравнили вокализации бонобо из трех разных зоопарков

N+1
Не дом и не улица Не дом и не улица

«Умная» беседка для сада или пентхауса — бонус для продвинутого современника

SALON-Interior
Тихоходкам набили татуировки электронным пучком Тихоходкам набили татуировки электронным пучком

Китайские материаловеды нанесли татуировки живым тихоходкам

N+1
Алексей Пивоваров — о новой журналистике, старом НТВ и скандале с Алексей Пивоваров — о новой журналистике, старом НТВ и скандале с

Алексей Пивоваров — о том, зачем переставлять телеформаты на рельсы цифровизации

Esquire
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Любимые женщины актеров сериала «Ликвидация»: Машкова, Лавроненко и других Любимые женщины актеров сериала «Ликвидация»: Машкова, Лавроненко и других

Как сложилась личная жизнь звезд сериала "Ликвидация"?

Cosmopolitan
17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы 17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы

Авторы этих аккаунтов вдохновят вас на потрясающие прически

Cosmopolitan
Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало

Следователи 16 лет искали преступника, которого не существовало в реальности

Популярная механика
Окно в прошлое: что такое и какие секреты хранит Чуй-Оозы Окно в прошлое: что такое и какие секреты хранит Чуй-Оозы

Горный Алтай! Каждое место здесь хранит какую-то загадку

Вокруг света
60 важных вопросов, которые помогут лучше узнать себя, друзей и близких 60 важных вопросов, которые помогут лучше узнать себя, друзей и близких

Как лучше понять себя и своих близких?

Psychologies
Дружба с женщиной без секса? Не только приятна, но и возможна! Дружба с женщиной без секса? Не только приятна, но и возможна!

Точка в затянувшейся дискуссии «Может ли мальчик дружить с девочкой»

Maxim
8 (по)потрясных латиноамериканских песен 8 (по)потрясных латиноамериканских песен

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

Maxim
Все советские фантастические фильмы про космос. Часть 1 (1924-1974) Все советские фантастические фильмы про космос. Часть 1 (1924-1974)

Каким себе представляли космос советские кинорежиссеры?

Maxim
Жесты, перформансы и смертельные номера: что творят футболисты на стадионе Жесты, перформансы и смертельные номера: что творят футболисты на стадионе

Мало просто забить гол, нужно сделать так, чтобы его запомнили

Maxim
«Изменил 120 раз»: звезды, публично признавшиеся в неверности супругам «Изменил 120 раз»: звезды, публично признавшиеся в неверности супругам

Кому из знаменитостей хватило смелости рассказать о своей неверности?

Cosmopolitan
Я бы в лётчики пошёл, пусть меня научат: фильмы о людях с необычной профессией Я бы в лётчики пошёл, пусть меня научат: фильмы о людях с необычной профессией

Фильмы о людях с профессиями, о которых мы едва догадывались

Cosmopolitan
Билл Гейтс: как нам адаптироваться к потеплению Билл Гейтс: как нам адаптироваться к потеплению

Отрывок из книги Билла Гейтса «Как нам избежать климатической катастрофы»

Inc.
Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения

Помогут ли дорогая сумочка или картина модного художника заработать в будущем?

Cosmopolitan
Плодоядные птицы не помогут большинству европейских растений сбежать от изменений климата Плодоядные птицы не помогут большинству европейских растений сбежать от изменений климата

Семена 86 процентов видов растений птицы переносят в южном направлении

N+1
Матильда Шнурова Матильда Шнурова

Матильда Шнурова – Медиаприма и первая женщина из России в рейтинге рестораторов

Собака.ru
Право на отдых Право на отдых

Трудоголизм стремительно выходит из моды

Vogue
Это л....ь Это л....ь

Когда он вышел из дома, изображение сердца на заборе было почти счищено

Playboy
Личный опыт: почему руль Rolls-Royce Ghost жаль отдавать водителю Личный опыт: почему руль Rolls-Royce Ghost жаль отдавать водителю

За рулем нового Rolls-Royce Ghost точно стоит решиться на путешествие

Forbes
Добрые «ястребы» из Федрезерва: почему растущая инфляция не пугает ФРС Добрые «ястребы» из Федрезерва: почему растущая инфляция не пугает ФРС

ФРС показала «полуястребиный» настрой

Forbes
Археолог случайно открыл, как наскальные рисунки превращаются в первобытные мультики Археолог случайно открыл, как наскальные рисунки превращаются в первобытные мультики

Долгое время эти изображения считались мутными и непонятными

Maxim
Секс без любви: хорошо это или плохо? Секс без любви: хорошо это или плохо?

Как понять, что принесет вам случайный секс?

Psychologies
Новый взгляд на свёклу и мангольд Новый взгляд на свёклу и мангольд

Столовая свёкла признана одной из самых полезных овощных культур

Наука и жизнь
Верю - не верю: стоит ли доверять гороскопам? Верю - не верю: стоит ли доверять гороскопам?

Принято считать, что гороскопы врут. Но не спеши с выводами!

Cosmopolitan
Сауна после тренировки: основные преимущества и правила посещения Сауна после тренировки: основные преимущества и правила посещения

Польза посещения сауны в тренажерном зале

Playboy
Самая продаваемая в Колумбии книга. Отрывок из «Суки» Пилар Кинтаны Самая продаваемая в Колумбии книга. Отрывок из «Суки» Пилар Кинтаны

Отрывок из откровенной и проникновенной книги Пилар Кинтаны

СНОБ
Открыть в приложении