Москва C

Последние новости

04:30
Эксперты: лунное затмение никак не вредит здоровью
03:33
В Росморречфлоте подготовили план развития Северного морского пути
03:10
В Давосе открывается Всемирный экономический форум, но без участия США
01:35
Пожар на юго-востоке Москвы ликвидирован
22:20
Brexit: желания депутатов и народа разделились
20:38
Лавров авансом назвал японцев друзьями
20:35
Команда дивизиона Чернышева выиграла Матч звезд КХЛ
20:22
Богатейший коррупционер России угодил в СИЗО
20:06
Пожар в московской высотке не обошелся без жертв
19:30
Россияне уступили Катару на чемпионате мира по гандболу
19:11
Т-34 из Лаоса достигли Наро-Фоминска
18:31
В древних египетских захоронениях нашли уникальные артефакты
17:54
Павлюченкова пробилась в четвертьфинал Australian Open
17:53
Пьяный украинский "Рэмбо" попал в плен
17:47
Изнасилование дознавателя полицейскими: жертва не сможет стать адвокатом
16:59
В Магнитогорске снесли стену взорвавшегося дома
16:27
Большунов взял серебро в гонке на 15 км на этапе Кубка мира в Эстонии
16:16
Токио усложнил переговоры с Москвой
16:13
Кончаловский и Высоцкая обвенчались
14:20
Столкновение Су-34: подробности операции в Татарском проливе
13:07
Золотой микроскоп и иконы: найден клад с экспонатами коллекции дворца Романовых
21:33
В Татарском проливе найдено тело летчика Су-34
13:20
60 минут
03:43
Трамп из-за шатдауна отменил поездку американской делегации на ВЭФ в Давос
03:31
На Украине журналистку Елену Бойко арестовали на два месяца
02:59
В состав Тихоокеанского флота вошел противодиверсионный катер "Грачонок"
01:50
Ученые обеспокоены засорением околоземной орбиты для спутников связи
01:15
Трамп отомстил спикеру Конгресса
23:51
Эксперт: новая ПРО США не угроза для российских гиперзвуковых ракет
22:53
Суд Швейцарии отменил арест акций "Газпрома" в компаниях Nord Stream и Nord Stream 2
22:33
Эксперты WADA успешно завершили свою миссию в Москве
22:21
Баскетболисты ЦСКА нанесли поражение "Баварии"
22:20
RT обжалует решение британского медиарегулятора о недостоверности своих программ
21:53
Устойчивость Рунета обеспечат на государственном уровне
21:32
Полицейские-оборотни входили в банду московских черных риелторов
20:25
Геймеры отдали за год 87,7 млрд долларов создателям "бесплатных" игр
19:57
Умерла красноярская пенсионерка-путешественница баба Лена
Больше новостей
» » Новая разработка вывела российский квантовый компьютер на мировой уровень

Новая разработка вывела российский квантовый компьютер на мировой уровень

Наука
365
0
Создание усилителя с минимальным уровнем шума стало одной из ключевых задач в ходе построения квантового компьютера. Фото пресс-службы НИТУ "МИСиС".

Физики лаборатории "Сверхпроводящие метаматериалы" НИТУ "МИСиС" и двух институтов РАН создали самый качественный в мире усилитель сигнала для квантового компьютера. Устройство может применяться также в радиотелескопах и других приборах, работающих со сверхслабым радиоизлучением.

Создание квантового компьютера — одна из главных практических целей, которых пытаются достичь физики, занимающиеся изучением сверхпроводящих материалов. За счёт довольно своеобразного метода вычисления квантовый компьютер может эффективно решать задачи, которые обычным компьютерам пришлось бы вычислять очень долго. Например, квантовый компьютер способен за короткое время взломать существующие системы шифрования данных или разработать новые, более высокого порядка, рассортировать данные на всех компьютерах Земли или выдать, в конце концов, точный прогноз погоды на ближайшие пару дней.

Особенность основного элемента квантового компьютера — квантового бита или, как его сокращенно называют, кубита, в том, что он может принимать не только состояния "0" или "1", но также множество промежуточных. За счёт таких свойств кубита вычисления в квантовом компьютере происходят в миллиарды раз быстрее, чем в обычном.

Правда, результаты этих вычислений верны только с определённой долей вероятности, потому что состояние кубита может измениться из-за случайного воздействия. Дело в том, что величина энергии, которой оперируют физики при работе с квантовым компьютером, очень мала. Достаточно сказать, что обычный фотон из оптического диапазона, попавший в кубит, может внести в систему невообразимый хаос. Поэтому учёные работают с системами, в которых программирование кубитов происходит при помощи фотонов, обладающих длиной волны в СВЧ-диапазоне, потому что их энергия в миллион раз меньше, чем у оптических.

Одна из самых сложных задач при создании квантового компьютера — считывание информации о состоянии кубита. Сложность задачи обусловлена не только малыми энергиями считываемых фотонов, но и посторонними шумами, изменяющими состояние системы. Поэтому неотъемлемая часть таких систем — усилитель сигнала, который позволяет лучше считать информацию о фотоне. Однако именно он обычно вносит большую часть шумов, что и понижает точность вычислений.

Учёным приходится проводить тысячи однотипных вычислений, чтобы повысить вероятность получить правильное решение. И хотя это всё равно быстрее, чем в обычном компьютере, исследователи работают над повышением точности расчётов, чтобы сократить количество вычислений и ещё больше повысить их скорость. Поэтому создание усилителя с минимальным уровнем шума стало одной из ключевых задач построения квантового компьютера. Несколько ведущих лабораторий мира уже предложили свои решения, но купить эти разработки невозможно. И теперь российским учёным тоже удалось освоить данную технологию.

"Учёные лаборатории "Сверхпроводящие метаматериалы" НИТУ "МИСиС" под руководством профессора Алексея Устинова в сотрудничестве с коллегами из Института физики твердого тела РАН и Института радиотехники и электроники РАН впервые в России разработали сверхпроводящий усилитель сигнала от кубита, который издаёт минимально возможный уровень шума, — сообщила ректор НИТУ "МИСиС" Алевтина Черникова. — Разработка мирового уровня обладает коммерческим потенциалом, созданные усилители могут применяться в радиотелескопах".


Ведущий научный сотрудник лаборатории "Сверхпроводящие метаматериалы" д.ф.-м.н., профессор кафедры теоретической физики и квантовых технологий Александр Карпов пояснил, что "минимально возможный уровень шума" по сути означает: "издаёт шум на уровне вакуума". По словам учёного, создать абсолютно бесшумный усилитель невозможно в принципе, потому что фоновый шум издаёт даже вакуум: в нём периодически рождаются и погибают пары частица-античастица. Эти флуктуации (случайные отклонения) вакуума и вносят небольшой хаос в систему. Поэтому минимальный уровень шума, который можно достичь при создании сверхпроводниковых элементов, равен вакуумному. Этот уровень называют квантовым пределом. Достичь его учёным из НИТУ "МИСиС" удалось, заменив материал, из которого изготовлен усилитель, на сверхпроводник.

"Эти усилители могут использоваться не только в квантовых компьютерах, но и в других системах из области квантовой информатики, где используется механизм считывания квантового состояния системы, — подчеркнул профессор Карпов. — Например, в датчиках космического излучения на радиотелескопах. А так как приобрести зарубежные аналоги усилителей невозможно, разработка будет иметь коммерческий спрос, по меньшей мере, на всей территории России".


Напомним о других достижениях российских физиков: не так давно они представили новый квантовый генератор случайных чисел, а также изобрели принципиально новый компьютер.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

0 комментариев

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.