Российские ученые нашли новый способ применения квантового симулятора

N+1Наука

Квантовый вычислитель смог обнаружить фазовый переход сквозь шум

Оксана Борзенкова

O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Российские физики экспериментально продемонстрировали устойчивость к шумам квантового вариационного алгоритма на фотонном вычислителе с поляризационными кубитами. С его помощью они рассчитали квантовый фазовый переход в модели взаимодействия элементарных частиц и следили за возможностью его различить в случае зашумленных измерений. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Помимо известных квантовых алгоритмов, которые под силу только квантовому компьютеру, ученые ищут другие способы применения квантовых симуляторов «здесь и сейчас». Одна из таких возможностей — квантовые гибридные вариационные алгоритмы. Их хитрость таится в слове «гибридные»: для решения любой задачи используется и квантовый и классический вычислители, каждый из которых решает реальную для него подзадачу. Самый простой и распространенный вариационный алгоритм умеет находить минимальное значение энергии системы (в англоязычной литературе его называют Variational Quantum Eigensolver или VQE).

Любую задачу можно перевести на квантовый язык и рассматривать ее как физическую систему в состоянии с определенной энергией, причем решением задачи будет такое состояние системы, при котором энергия системы минимальна. Гибридный алгоритм использует квантовый процессор для того, чтобы приготавливать разные состояния, которые могут оказаться решением задачи. А классический вычислитель проверяет, какую энергию имеет то или иное состояние, и подсказывает квантовому какое состояние приготовить следующим. Постепенная вариация (отсюда и название) квантового состояния позволяет найти нужное состояние с минимальной энергией.

Физики из Сколтеха и Центра Квантовых Технологий МГУ под руководством Джейкоба Бьямонте (Jacob D. Biamonte) реализовали VQE на фотонном процессоре с поляризационными кубитами для моделирования изменения симметрии в системе элементарных частиц. Ученые запускали алгоритм при разных уровнях шума в системе и показали, что алгоритм устойчив к шумам. Кроме этого, им удалось обнаружить особенность поведения алгоритма в точке фазового перехода.

Схема установки для эксперимента. LD — лазерный диод, HWP, QWP — полуволновые и чертвертьволновые пластинки, LCVR — источники шума, PPKTP — нелинейный кристалл. Синим обозначена накачка от лазерного диода на длине волны 405 нанометров, а красным — одиночные фотоны после процесса спонтанного параметрического рассеяния, квадраты с диагональными линиями — поляризационные светоделители, черные линии — волокна. O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Гигантские шершни добрались до Европы Гигантские шершни добрались до Европы

Южных гигантских шершней заметили в Испании

N+1
Как зарабатывать в интернете: самые востребованные профессии и советы эксперта Как зарабатывать в интернете: самые востребованные профессии и советы эксперта

Какие профессии «перебрались» в онлайн и сложно ли их освоить?

Psychologies
Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль

Неужели наш мозг способен контролировать боль?

ТехИнсайдер
Сторож Мардая Сторож Мардая

Этот секретный поселок в Монголии не нанесен на карты

Вокруг света
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

Playboy
Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире

Почему об этих продуктах не стоит судить по запаху

Вокруг света
Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова

Предметы, которые великие люди сделали сами

Weekend

Какими ролями известна актриса Анджела Лэнсбери

Cosmopolitan
Жизнь на суше сделала мангровых рыбок умнее Жизнь на суше сделала мангровых рыбок умнее

Мангровые рыбки могут проводить на суше около двух месяцев

N+1
10 причин, по которым не жалко расстаться с друзьями 10 причин, по которым не жалко расстаться с друзьями

Из-за чего стоит порвать с тем, кого считал своим другом?

Cosmopolitan
«ДАУ», «Борат», «Чебурашка»: каким фильмам не повезло с Минкультом «ДАУ», «Борат», «Чебурашка»: каким фильмам не повезло с Минкультом

Вспоминаем фильмы, которым тоже не повезло с прокатным документом

РБК
«Мы зачем-то поверили, что мы футбольная страна»: почему российская сборная проиграла на Евро-2020 «Мы зачем-то поверили, что мы футбольная страна»: почему российская сборная проиграла на Евро-2020

Чемпионат Европы 2020 просто не мог сложиться для России по-другому

Forbes
4 правила «Я-сообщений» 4 правила «Я-сообщений»

Что это такое «Я-сообщения»?

Psychologies
Упсала-Цирк Упсала-Цирк

Упсала-Цирк – единственный в мире цирк для хулиганов

Собака.ru
«Цифровая деменция»: почему гаджеты испортили нам память и как это исправить «Цифровая деменция»: почему гаджеты испортили нам память и как это исправить

Что такое «цифровая деменция» и как с ней бороться

Psychologies
Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова

Зураб Джапаридзе о наследстве Алексея Баталова

Коллекция. Караван историй
Как почистить подошву утюга в домашних условиях Как почистить подошву утюга в домашних условиях

Рассказываем, как самостоятельно избавиться от загрязнений на подошве утюга

CHIP
Повестка для Байдена: почему Владимир Путин все чаще говорит о проблеме глобального потепления Повестка для Байдена: почему Владимир Путин все чаще говорит о проблеме глобального потепления

Климат стал слишком серьезным фактором в политике, чтобы его могли игнорировать

Forbes
Древний череп из Китая отнесли к «человеку-дракону» или денисовцу Древний череп из Китая отнесли к «человеку-дракону» или денисовцу

Неоднозначное исследование вызвало бурную дискуссию среди палеоантропологов

N+1
Облачные обещания: как любитель игр из Перми продал Mail.ru Group стартап и «оставил не у дел» своих инвесторов Облачные обещания: как любитель игр из Перми продал Mail.ru Group стартап и «оставил не у дел» своих инвесторов

Как небольшой стартап вышел в прибыль сквозь ошибки и что грозит его основателям

Forbes
Женщина сбежала от мужа-тирана и спустя 12 лет увидела свои фото в интернете Женщина сбежала от мужа-тирана и спустя 12 лет увидела свои фото в интернете

Популярный блогер поделился удивительной историей

Psychologies
Любовный многоугольник Любовный многоугольник

Будущее – за отношениями, где не надо ограничивать себя в числе любимых людей

Лиза
Том Круз, Хлоя  Морец и Харрисон Форд: актеры, которые работают без каскадеров Том Круз, Хлоя  Морец и Харрисон Форд: актеры, которые работают без каскадеров

Эти актеры не только отлично играют, но и выполняют трюки без каскадеров

Cosmopolitan
Умные часы и оптогенетика нормализовали показатели глюкозы у мышей с диабетом Умные часы и оптогенетика нормализовали показатели глюкозы у мышей с диабетом

Ученые разработали клетки, способствующие выработке пептида-1

N+1
Не ставь на паузу Не ставь на паузу

Гормональная перестройка женского организма – не повод прощаться с красотой!

Лиза
Скорость, мощность, влагозащита: как выбрать электросамокат и не пожалеть Скорость, мощность, влагозащита: как выбрать электросамокат и не пожалеть

Как правильно выбрать электросамокат для катания по городу

Популярная механика
Тиран и зануда: 5 знаков зодиака, отношения с которыми - настоящий кошмар Тиран и зануда: 5 знаков зодиака, отношения с которыми - настоящий кошмар

Среди знаков зодиака встречаются персонажи, отличающиеся сложным характером

Cosmopolitan
Сколько детей должно быть в семье Сколько детей должно быть в семье

Сколько нужно родить детей для счастья

Cosmopolitan
Как не допустить солнечный удар. Советы врача Как не допустить солнечный удар. Советы врача

Важно понимать разницу между тепловым и солнечным ударом

РБК
Джоли или Монро? На кого из звезд – типичных Близнецов ты похожа Джоли или Монро? На кого из звезд – типичных Близнецов ты похожа

Нужно ли быть Близнецами, чтобы добиться большего успеха, чем все остальные?

Cosmopolitan
Открыть в приложении