Российские учёные создали новый квантовый вычислитель на основе кудитов. Эти квантовые носители информации можно считать ещё более продвинутыми, чем традиционные кубиты, так как они могут находиться в более, чем двух состояниях. А ещё система из них работает стабильнее предыдущих разработок на кубитах.
Напомним, что в "квантовых компьютерах" единицы информации существуют по законам квантовой механики.
Если классическая единица информации — бит — может принять два значения, 1 или 0, то квантовый бит, или кубит, может находиться в этих двух состояниях, а также в их суперпозиции. Другими словами, он может принимать значение 1 и 0 одновременно.
Кубиты можно объединять, используя явление квантовой запутанности, чтобы получать системы с большим числом разрядов. Такие системы могут обработать в разы больше информации, чем классические.
Но чем больше кубитов и связей между ними, тем менее стабильной становится и без того очень чувствительная к внешнему воздействию система. Поэтому исследователи стремятся создавать вычислители с меньшим количеством элементов.
Для этого сегодня используются многоуровневые носители информации, "расширенные версии" кубитов (кудиты) — кутриты и так далее. Они отличаются большим числом возможных состояний: могут принимать значения 0, 1, 2 и более.
В новом исследовании применялись кукварты — кудиты, принимающие четыре значения, а также способные быть в суперпозиции между ними.
Физики создали систему из двух куквартов и выполнили на них универсальный набор квантовых операций. Система по своей производительности была аналогична системе из четырёх кубитов, но оказалась заметно стабильнее.
В декабре 2021 года мы рассказывали о похожем достижении российских физиков. Тогда специалисты создали систему из двух куквартов, которая была эквивалентна четырём кубитам. Этот прототип квантового компьютера работал на ионах.
Авторы новой разработки использовали для создания кудитов ионы иттербия, а не кальция, как ранее. Это позволило сделать носитель информации менее чувствительным к колебаниям магнитного поля.
Поясним, что магнитное поле обеспечивает кудитам дополнительные переходы между состояниями: не только между 0 и 1, но также между 2 и 3.
Новое достижение было описано в препринте научной статьи, опубликованном на сайте arXiv.org. Отметим, что эта статья ещё не прошла процедуру рецензирования, обязательную для публикации в рецензируемом научном издании.
Больше новостей из мира науки и технических инноваций вы найдёте в разделе "Научпоп" на медиаплатформе "Смотрим".
