Как эффективно управлять динамикой квантовых битов при наличии внешних шумов?

Популярная механикаНаука

Создан алгоритм, предсказывающий поведение кубитов под влиянием шума

Сотрудники лаборатории квантовой теории информации МФТИ впервые разработали универсальный инструментарий, позволяющий по результатам измерений над квантовой системой «выучить» неизвестное окружение системы и предсказать динамику квантовой системы под действием внешнего управления.

Василий Макаров

Для практической реализации квантовых вычислений требуется решить сложную задачу: эффективно управлять динамикой квантовых битов (кубитов) при наличии внешних шумов. Если бы кубиты были идеально изолированы от окружения, то шумов бы не было, однако и воздействовать на эволюцию кубитов было бы невозможно, а значит, было бы невозможно выполнить ни один протокол обработки квантовой информации.

«Открытость» кубитов к контролирующим воздействиям делает их уязвимыми как к шумам управления, так и шумам, вызванным неизбежным взаимодействием с окружающими квантовыми объектами (например, примесями и паразитными модами излучения). Особую опасность представляют шумы немарковского типа, то есть шумы, в которых проявляются «эффекты памяти». Их действие на кубиты зависит от всех предыдущих состояний кубитов, а значит, учесть их или компенсировать их влияние довольно затруднительно. Такие шумы в той или иной степени присутствуют во всех современных прототипах квантовых компьютеров, что делает борьбу с ними особенно актуальной.

Единственный практический способ извлечь информацию о квантовой системе — измерить ее, но здесь в дело вступает фундаментальный закон о невозможности извлечения информации без возмущения квантовой системы. При выполнении измерения над системой происходит «коллапс» волновой функции, в результате чего состояние системы после измерения фактически никак не связано с состоянием до измерения; теория дает предсказание лишь для вероятности обнаружить систему в некотором новом состоянии.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

USS Vermont: Ноев ковчег на военной службе USS Vermont: Ноев ковчег на военной службе

Если вы не верите в Ноя и его ковчег, то прямо сейчас поверьте

Популярная механика
Не в бровь, а в зад: тест-драйв травматического оружия Не в бровь, а в зад: тест-драйв травматического оружия

Хватит ли травматического оружия, чтобы отбиться от хулиганов?

Популярная механика
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
Тайна космической невидимки: найдена ближайшая к Земле черная дыра Тайна космической невидимки: найдена ближайшая к Земле черная дыра

Обнаружена “тихая” черная дыра, которая не испускает рентгеновских лучей

Популярная механика
50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак 50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак

Четыре стратегии общения, которые могут привести к расставаниям и разводам

Inc.
Электрон в атоме гелия заменили на пион Электрон в атоме гелия заменили на пион

Физики впервые экспериментально подтвердили экзотический метастабильный атом

N+1
Мы совершенно случайно обнаружили очень страшный фильм ужасов на Netflix Мы совершенно случайно обнаружили очень страшный фильм ужасов на Netflix

Если вы любите хорроры, срочно отправляйтесь смотреть «Элай»

GQ
Как Северная Корея и Южная Корея пошли по разным дорожкам Как Северная Корея и Южная Корея пошли по разным дорожкам

Не было в мире более яркого геополитического эксперимента, чем разделение Кореи

Maxim
Как стартап с инвестициями от сестры Цукерберга воспользовался пандемией для бурного роста Как стартап с инвестициями от сестры Цукерберга воспользовался пандемией для бурного роста

Стартап Juni Learning позволяет школьникам освоить языки программирования

Forbes
Как быть, если карантин убивает ваши отношения? Как быть, если карантин убивает ваши отношения?

Способы, которые помогут наладить ваши отношения

GQ
Как тебе такое, Илон Маск? Мать миллиардера — о том, как уйти от абьюзера, одной вырастить троих детей и быть моделью в 70 лет Как тебе такое, Илон Маск? Мать миллиардера — о том, как уйти от абьюзера, одной вырастить троих детей и быть моделью в 70 лет

Автобиография Мэй Маск «Женщина, у которой есть план»

Forbes
Правая и левая антенны обеспечили муравьям память разной длительности Правая и левая антенны обеспечили муравьям память разной длительности

Какие отделы нервной системы муравьев ответственны за это, пока неизвестно

N+1
Чем полезен чеснок для мужчин: 9 зачетных эффектов для твоего здоровья Чем полезен чеснок для мужчин: 9 зачетных эффектов для твоего здоровья

Настоящий суперпродукт!

Playboy
Милый парень или фанатик: как сайентология испортила жизнь Тому Крузу Милый парень или фанатик: как сайентология испортила жизнь Тому Крузу

Том Круз — один из самых высокооплачиваемых и известных актеров Голливуда

Cosmopolitan
Слепень, клещ, вилорог: самые быстрые животные в мире Слепень, клещ, вилорог: самые быстрые животные в мире

Cверхскоростные животные кроме гепарда

Популярная механика
Инженер рассказал детям, как не разбиться, прыгнув с 8 километров Инженер рассказал детям, как не разбиться, прыгнув с 8 километров

Марк Робер посвятил ролик третьему закону Ньютона и закону сохранения импульса

Популярная механика
Физики пообещали Венере суперионный лед Физики пообещали Венере суперионный лед

Модификация льда-VII может быть более распространенной, чем считалось ранее

N+1
Война без особых причин Война без особых причин

Киберспорт гораздо раньше, чем ожидалось, становится главным в нашем мире

GQ
25 лучших фильмов о Второй мировой войне 25 лучших фильмов о Второй мировой войне

Обязательный список фильмов о Второй мировой войне

Maxim
Правила жизни Кэтрин Хепберн Правила жизни Кэтрин Хепберн

Правила жизни американской актрисы Кэтрин Хепберн

Esquire
Главные коллекции XXI века Главные коллекции XXI века

Коллекции, которые могли бы войти в учебник истории моды XXI века

Weekend
«Чандра» увидела «сверхсветовой» джет в двойной системе «Чандра» увидела «сверхсветовой» джет в двойной системе

Благодаря телескопу «Чандра» мы можем больше узнать о движении плазмы в космосе

N+1
Домашняя работа: что полезного для здоровья можно сделать на самоизоляции Домашняя работа: что полезного для здоровья можно сделать на самоизоляции

Несколько действенных способов выйти из карантина в отличном состоянии

Esquire
«Важно проводить время с пользой» «Важно проводить время с пользой»

Интервью с Елизаветой Боярской и фотосессия, снятая на телефон

OK!
Приватизировать или сжечь? Как заставить российские леса приносить деньги Приватизировать или сжечь? Как заставить российские леса приносить деньги

Серьезно снизить масштаб лесных пожаров можно за счет приватизации лесов

Forbes
Константин Колотов: Едем на Килиманджаро Константин Колотов: Едем на Килиманджаро

Глава из книги Константина Колотова «Сквозь Африку»

СНОБ
6 президентов, снявшихся в рекламе 6 президентов, снявшихся в рекламе

Главный смысл рекламы — не обещать ничего конкретного, но при этом обещать всё

Maxim
История изнасилования, в которое никто не поверил История изнасилования, в которое никто не поверил

Отрывок из истории о роковом равнодушии общественности

СНОБ
Химики остановили миграцию ионов в перовските Химики остановили миграцию ионов в перовските

Химикам удалось получить двумерную пленку из двух разных материалов

N+1
Полководец во френче. Какие портреты северные корейцы обязаны вывешивать в домах Полководец во френче. Какие портреты северные корейцы обязаны вывешивать в домах

Отрывок из книги «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР»

Forbes
Открыть в приложении