Новости > Цифровая экономика

04.10.2019

В НИТУ «МИСиС» заработал первый российский прототип квантового компьютера

В ходе эксперимента двухкубитный квантовый компьютер решал алгоритм Гровера — алгоритм перебора для функции
Первый в России прототип квантового компьютера заработал в НИТУ «МИСиС», сообщает пресс-служба университета. Устройство на двух кубитах выполнило заданный алгоритм, превысив ранее известный предел точности на 3%. В качестве основы для кубитов были взяты сверхпроводящие материалы.

Работы по созданию квантового компьютера в рамках проекта Фонда перспективных исследований ведутся в НИТУ «МИСиС» с 2016 года под руководством Валерия Рязанова, главного научного сотрудника Лаборатории сверхпроводящих метаматериалов университета. Конструкция предполагает использование в качестве основы для кубитов сверхпроводящих материалов.

Кубиты (квантовые биты) — действующая сила квантового компьютера, аналог «битов» у обычного ПК, только куда более совершенный. Если привычный нам компьютер «мыслит» и считает нулями и единицами, то есть каждый бит информации может быть закодирован либо как «0», либо как «1», то кубит обладает свойством так называемой суперпозиции, способности находиться одновременно в обоих состояниях. Это открывает огромные перспективы, ведь при таких вычислительных ресурсах квантовый компьютер сможет обогнать самые мощные вычислительные устройства на целые порядки.

Квантовый компьютер на сверхпроводящих материалах — более совершенная система по сравнению с аналогами. Например, другими научными коллективами разрабатываются кубиты на отдельных атомах (которые могут «потеряться» из-за ничтожно малого размера) и на ионах (их можно выстраивать исключительно линейно, что физически неудобно). Созданные в НИТУ «МИСиС» кубиты сделаны из алюминия, имеют размер в 300 микрон, их нельзя «потерять», а еще можно выстраивать нелинейно.

В ходе эксперимента двухкубитный квантовый компьютер решал алгоритм Гровера — алгоритм перебора для функции. Квантовый компьютер, благодаря принципу суперпозиции, в идеальном случае может найти правильное значение x в решении этой задачи за одно обращение к функции f(x) с вероятностью 100%.

«Алгоритм Гровера на двух кубитах — это очень важный шаг на пути к созданию квантового компьютера. Мы не первые в мире, кто продемонстрировал его работу, но здесь идёт речь в первую очередь о технологическом достижении. Мы показали возможность реализации всех необходимых для логических операций для универсального квантового процессора: инициализации, однокубитных и двухкубитных операций и считывания, причём с удовлетворительным для небольших алгоритмов уровнем ошибок», — рассказал один из участников проекта инженер лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» Илья Беседин.

Самая большая трудность на пути к созданию полезного квантового процессора — ошибки. В отличие от классческих компьютеров, которые могут работать годами и всегда выдавать воспроизводимые и предсказуемые результаты, квантовые компьютеры подвержены влиянию шума, который искажает результаты вычислений. Несмотря на то, что созданный в НИТУ «МИСиС» процессор из двух кубитов слишком мал для решения прикладных задач, он успешно «перешагнул» порог 50%-ной вероятности верного ответа, дойдя до 53%.

Весь алгоритм состоит из инициализации двух кубитов, четырёх однокубитных операций, двух двухкубитных операций и считывания двух кубитов; ошибки в любой из которых уменьшает вероятность правильного ответа в ответе.

#квантовые технологии

Еще по теме

16.03.2020 Отечественный детектор для квантовой связи сможет работать в компактных приемных устройствах

14.02.2020 Исследователи «Центра квантовых технологий» усовершенствовали создание интерферометров

27.01.2020 «ИнфоТеКС» и Центр квантовых технологий МГУ открыли программу для стажеров

30.12.2019 Трекинг глаз EyeRay, нейронные сети, квантовый телефон вошли в список прорывных технологий-2019

17.12.2019 В «дорожную карту» по квантовым вычислениям заложено создание квантового компьютера и софта к нему

26.11.2019 Компетенцию «Квантовые технологии» предложили включить в программу мировых чемпионатов WorldSkills

30.09.2019 В России разрабатывается система космической квантовой связи

05.09.2019 В Российском квантовом центре начался учебный год

11.07.2019 Крупные компании подключились к внедрению искусственного интеллекта и квантовых коммуникаций

08.07.2019 Становление квантовых технологий как перспективного бизнеса обсудят на «Острове»

string(3) "!!!" array(14) { ["ID"]=> string(4) "3898" ["~ID"]=> string(4) "3898" ["NAME"]=> string(100) "Цифровое развитие регионов – от практиков и экспертов" ["~NAME"]=> string(100) "Цифровое развитие регионов – от практиков и экспертов" ["DATE_CREATE"]=> string(19) "12.11.2019 20:31:56" ["~DATE_CREATE"]=> string(19) "12.11.2019 20:31:56" ["PROPERTY_LINK_VALUE"]=> string(34) "https://rf2035.net/labs/faculty/2/" ["~PROPERTY_LINK_VALUE"]=> string(34) "https://rf2035.net/labs/faculty/2/" ["PROPERTY_LINK_VALUE_ID"]=> string(5) "13039" ["~PROPERTY_LINK_VALUE_ID"]=> string(5) "13039" ["PREVIEW_PICTURE"]=> string(4) "4044" ["~PREVIEW_PICTURE"]=> string(4) "4044" ["SORT"]=> string(3) "500" ["~SORT"]=> string(3) "500" }

Принять участие

Мероприятия НТИ

Подписка на обновления

«Информбюро 20.35» делает почтовую рассылку самых интересных публикаций один раз в неделю. Чтобы подписаться на нее, зарегистрируйтесь или войдите через свою учетную запись на платформе leader-id.ru.