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

1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
«Покажи бабочку!»: сплав по реке в Горном Алтае глазами новичка «Покажи бабочку!»: сплав по реке в Горном Алтае глазами новичка

Впечатления о первом опыте рафтинга на Катуни: мокрые кроссовки и адреналин

Playboy
Между прошлым и будущим: 5 научных теорий о путешествиях во времени Между прошлым и будущим: 5 научных теорий о путешествиях во времени

Несколько научных гипотез о том, как перенестись в «прекрасное далеко»

ТехИнсайдер
7 шагов, чтобы избавиться от навязчивого страха 7 шагов, чтобы избавиться от навязчивого страха

Липкое чувство страха, от которого невероятно сложно избавиться

Psychologies
Ученые заявили, что дисциплина не поможет побороть лишний вес. Дело в другом Ученые заявили, что дисциплина не поможет побороть лишний вес. Дело в другом

Похудение — это битва, выходящая за рамки чистой силы воли

Inc.
Как деликатно намекнуть девушке на секс: 8 идей, помогающих избежать неловкости Как деликатно намекнуть девушке на секс: 8 идей, помогающих избежать неловкости

Как экологично завести разговор об интиме с потенциальной партнершей?

Playboy
6 тюрем строгого режима, за ночь в которых не жалко отдать свободу 6 тюрем строгого режима, за ночь в которых не жалко отдать свободу

Отели, которые мастерски замаскировались под казематы и остроги

Maxim
Что общего у дополненной реальности и инструкции к холодильнику Что общего у дополненной реальности и инструкции к холодильнику

Как работает приложение, способное создавать инструкции для бытовой техники

Популярная механика
7 мифов о фруктах 7 мифов о фруктах

Лето – время фруктов, поэтому будет не лишним развеять некоторые фруктовые мифы

Худеем правильно
Вбуриться в вечность Вбуриться в вечность

Секреты строительства и ремонта зданий и сооружений на вечной мерзлоте

Эксперт
10 мужских поступков, которые никогда не поймет женщина 10 мужских поступков, которые никогда не поймет женщина

Почему мужчины совершают поступки, которые ты никогда не поймешь

Cosmopolitan
Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке

Особенности рынка премиальной недвижимости в России

Forbes
Секс без любви: хорошо это или плохо? Секс без любви: хорошо это или плохо?

Как понять, что принесет вам случайный секс?

Psychologies
Просто вместе Просто вместе

Они доказывают всем вокруг, что дружба между женщиной и мужчиной реальна

Harper's Bazaar
Модифицированные бактерии превратили пластиковые бутылки в ванилин Модифицированные бактерии превратили пластиковые бутылки в ванилин

Модифицированная кишечная палочка переработала пластик в ванилин

N+1
Материнская травма: зачем женщины рушат жизни дочерей? Материнская травма: зачем женщины рушат жизни дочерей?

Почему некоторые матери хотят видеть своих дочерей слабыми и удобными?

Psychologies
А ты так делаешь? 7 безобидных привычек, которые могут вызвать рак А ты так делаешь? 7 безобидных привычек, которые могут вызвать рак

Некоторые обыкновенные привычки не так безобидны, как можно было бы подумать

Cosmopolitan
Не бояться нового: как турбомотор и вариатор поменяли Renault Duster Не бояться нового: как турбомотор и вариатор поменяли Renault Duster

Теперь Renault Duster доступен со 150-сильным турбомотором и вариатором

Популярная механика
Зрительная память Зрительная память

Сорок лет совместной работы и дружбы двух fashion-легенд — Линдберга и Соццани

Harper's Bazaar
Что такое брезгливость? Что такое брезгливость?

Чувство брезгливости – это не что иное, как защитный механизм

Cosmopolitan
Русский Гамлет побил $1 млн: на торгах русского искусства — четыре мировых рекорда Русский Гамлет побил $1 млн: на торгах русского искусства — четыре мировых рекорда

Новый мировой рекорд цены за работу Левицкого — £862 500

Forbes
8 секретных автоновинок для России. Мы нашли их в базе Роспатента 8 секретных автоновинок для России. Мы нашли их в базе Роспатента

Интересные автоновинки, которые были запатентованы в России

РБК
Успеть всё и даже больше: самые богатые и знаменитые женщины — многодетные мамы Успеть всё и даже больше: самые богатые и знаменитые женщины — многодетные мамы

Успешные многодетные мамы — кто они и чем занимаются?

Cosmopolitan
5 причин, почему ты несчастен, хотя вроде бы все хорошо 5 причин, почему ты несчастен, хотя вроде бы все хорошо

Когда кажется, что чего-то не хватает

Playboy
Как понять, что вы действительно простили измену Как понять, что вы действительно простили измену

Психолог: как происходит процесс прощения и как понять, что вы простили измену

Psychologies
5 фильмов, где известных актеров никто не узнал 5 фильмов, где известных актеров никто не узнал

Вот что грим животворящий делает!

Maxim
Обучение с научно-практическим уклоном Обучение с научно-практическим уклоном

В Техническом университете УГМК студенты слушают лекции действующих менеджеров

Эксперт
11 лучших европейских сериалов Netflix 11 лучших европейских сериалов Netflix

Которые доказывают, что потенциальный хит можно снять не только в Голливуде.

GQ
10 книг о здоровье, которые интересно читать 10 книг о здоровье, которые интересно читать

Эти 10 книг рассказывают о том, как мы устроены

РБК
8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива 8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива

Ученые нашли 8 аргументов в пользу употребления пива

Maxim
Открыть в приложении