Решена проблема квантовых компьютеров

14.03.2015

Исследователи из корпорации Google вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре нашли решение одной из проблем, препятствующей появлению квантовых компьютеров, сообщает Wired.

В современных вычислительных системах все простые операции с данными проходят проверку на наличие ошибок. Эта процедура позволяет избежать последствий внешнего воздействия на систему и убедиться в правильности конечного результата.

Но если в современном ПК или на сервере такую проверку выполнить легко, в квантовой системе это невозможно стандартными методами, так как процедура измерения кубита (наименьшего элемента для хранения информации) изменит его состояние и сама по себе вызовет ошибку.

Чтобы избежать изменения состояния кубита во время измерения его состояния, исследователи добавили в квантовую систему дополнительные кубиты - четыре для пяти существующих. Этит четыре кубита выполняют только одну функцию - проверяют состояние других единиц хранения информации. Они делают это так, что состояние основных пяти кубитов не меняется.

Однако такое решение ведет к другой сложности, отмечает эксперт по квантовой механике из Института теоретической физики в Канаде "Периметр" Дэниель Готтесман (Daniel Gottesman). Он обращает внимание, в частности, на тот факт, что проверка на наличие ошибок в квантовой системе потребует значительного количества электрической энергии - в дополнение и без того немалых объемов, которые будет потреблять сам квантовый компьютер.

Квантовый процессор с пятью кубитами и четырьмя кубитами для проверки на наличие ошибок
Тем не менее, без проверки квантовая система будет лишена смысла, считают исследователи. "Чтобы создать практичный квантовый компьютер, придется решить проблему случайного изменения состояния кубитов, от этого никуда не деться, - заявил Остин Фаулер (Austin Fowler), один из участников проекта, инженер по квантовой электроники из Google.

Квантовый компьютер основан на таком понятии в квантовой механике, как суперпозиция, объясняют ученые. Суперпозиция - это явление, при котором физический объект, такой как атом или электрон (которые квантовый компьютер использует для хранения информации), находится одновременно в нескольких альтернативных с точки зрения классической механики состояниях". Ученые считают, что компьютеры, основанные на этом аспекте квантовой механики, в будущем будут работать в миллионы раз быстрее сегодняшних ЭВМ.

В сентябре 2014 г. Google объявила о намерении заняться самостоятельной разработкой, изготовлением и тестированием процессоров для квантовых систем. Для этого корпорация пригласила команду ученых во главе с Джоном Мартинесом (John Martinis) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Эта группа в апреле 2014 г. разработала простейший прототип квантового процессора, способного с высокой степенью надежности оперировать пятью кубитами. Достижение ученых было широко освещено в научной прессе, включая популярный журнал Nature, а руководитель группы получил Премию Фрица Лондона, которая присуждается за выдающийся вклад в области физики низких температур.

<< Назад: Беспроводной модуль для интернета вещей Microchip LoRa RN2483 14.03.2015

>> Вперед: Устройство Feelreal дополнит VR-шлемы генератором запаха 13.03.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный снегопад 27.12.2018 Американские ученые научились радовать жителей США снегом, который вызывают в канун Рождества. Профессор из штата Колорадо Барбара Джефферис утверждает, что с помощью процесса, называемого посевом облаков, ученые могут искусственным путем вызывать снег. В настоящее время существуют программы посева облаков как минимум в девяти штатах на западе США и в 50 странах мира, включая Австралию, Индию и Саудовскую Аравию. Хотя управление погодой может показаться научной фантастикой, данная технология существует уже несколько десятилетий. Ученые в ходе лабораторного эксперимента обнаружили, что сухой лед (твердый диоксид углерода) вызывает кристаллизацию влаги. Далее с помощью самолетов сухие ледяные гранулы попадают в облака и инициируют искусственный снегопад.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025