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

3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней 3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней

Ученые создали биомиметические модели полового члена свиньи с помощью 3D-печати

N+1
Три мужа и роды после 40 лет: как живет последняя любовь Владислава Листьева Три мужа и роды после 40 лет: как живет последняя любовь Владислава Листьева

Счастье Владислава Листьева и его жены Альбины Назимовой продлилось четыре года

Cosmopolitan
На Марсе нашли протяженные прибрежные осадочные отложения древнего океана На Марсе нашли протяженные прибрежные осадочные отложения древнего океана

Хотя поверхность Марса сухая, многие особенности рельефа ― древние речные дельты

N+1
«Sister to sister. Бизнес-истории от Ирины Хакамады, Ирины Эльдархановой, Дарьи Петра и других удивительных женщин». Отрывок из книги «Sister to sister. Бизнес-истории от Ирины Хакамады, Ирины Эльдархановой, Дарьи Петра и других удивительных женщин». Отрывок из книги

Отрывок из книги «Sister to sister» — о секретах успеха рассказывает Дарья Петра

СНОБ
Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории

Порой за легендами стоят реальные факты и явления

Maxim
Как избавиться от второго подбородка за неделю Как избавиться от второго подбородка за неделю

Второй подбородок — плакать? Нет, быстренько избавиться, мы знаем как

Cosmopolitan
Слушать кино: плей-лист режиссера Happy End Сангаджиева Слушать кино: плей-лист режиссера Happy End Сангаджиева

В плей-листе режиссера сериала Happy End — начинающие артисты и Алла Пугачева

Esquire
Верификация интересов: почему встреча Байдена и Путина не породит новый «дух Женевы» Верификация интересов: почему встреча Байдена и Путина не породит новый «дух Женевы»

В логике «лишь бы не было войны» встречаться Байдену и Путину, конечно, стоило

Forbes
«Хвалите мужа и не извиняйтесь!»: секреты счастливого брака Мерил Стрип «Хвалите мужа и не извиняйтесь!»: секреты счастливого брака Мерил Стрип

Правила Мерил Стрип, которые помогли ей сохранить отношения с мужем

Cosmopolitan
14 способов выглядеть старше с помощью прически: результат гарантирован! 14 способов выглядеть старше с помощью прически: результат гарантирован!

Ошибки, которые не стоит допускать, делая прическу

Cosmopolitan
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
Новый электрический BMW: симпатичные ноздри и музыка для пешеходов Новый электрический BMW: симпатичные ноздри и музыка для пешеходов

Красивый биммер? Да, мы дождались!

Maxim
Что такое бруксизм: как скрежетание зубами портит наше здоровье Что такое бруксизм: как скрежетание зубами портит наше здоровье

Головная боль и хроническая усталость могут быть признаками бруксизма

Cosmopolitan
Новое лето Новое лето

Элегантная квартира, наполненная атмосферой радости, счастья и лета

SALON-Interior
Архитектурные находки Дагестана: маленькие крепости, городские гостиные и мебель на все случаи жизни Архитектурные находки Дагестана: маленькие крепости, городские гостиные и мебель на все случаи жизни

Изобретательность, минимализм и экологичность в Дагестане

Популярная механика
5 правил регулярного ухода за ногтями 5 правил регулярного ухода за ногтями

Какой именно систематический уход нужен для «красы ногтей»

Cosmopolitan
Ключевые решения: как сын владельца «Ташира» возглавил направление жилой недвижимости и что из этого вышло Ключевые решения: как сын владельца «Ташира» возглавил направление жилой недвижимости и что из этого вышло

Что Карен Карапетян сделал для «Ташира»?

Forbes
История «Артека»: как мечты пионеров превращались в кошмары История «Артека»: как мечты пионеров превращались в кошмары

«Артек» очень быстро превратился в нечто большее, чем просто санаторий для детей

Cosmopolitan
Забыть нельзя повторить: адские ногти знаменитостей Забыть нельзя повторить: адские ногти знаменитостей

Звезды не были бы звездами, если бы им хватало стандартных методов самовыражения

Cosmopolitan
Драгоценный металл: история иномарок в Советском Союзе Драгоценный металл: история иномарок в Советском Союзе

Купить иномарку в СССР было все равно что слетать в космос

GQ
Пять опасных насекомых Пять опасных насекомых

Летом насекомые могут стать причиной серьёзных проблем

Здоровье
4 причины перейти на четырехдневную рабочую неделю 4 причины перейти на четырехдневную рабочую неделю

Работать меньше часов без сокращения заработной платы — это выгодно

Psychologies
10 сериалов с крутыми парнями 10 сериалов с крутыми парнями

Сериалы, главные герои которых — отличные парни

Cosmopolitan
10 самых запоминающихся моментов за всю историю «Премии МУЗ-ТВ» 10 самых запоминающихся моментов за всю историю «Премии МУЗ-ТВ»

Самые казусные и скандальные ситуации на «Премии МУЗ-ТВ»

Cosmopolitan
Замкнутый цикл: как создают современные автомобили Bentley Замкнутый цикл: как создают современные автомобили Bentley

Изучаем, какими будут автомобили Bentley в будущем

Forbes
Не только Человек-паук: лучшие фильмы с Тоби Магуайром Не только Человек-паук: лучшие фильмы с Тоби Магуайром

Какие ещё фильмы с участием Тоби Магуайра заслуживают внимания

Cosmopolitan
Слушайся маму: лайфхаки из СССР, которые до сих пор работают Слушайся маму: лайфхаки из СССР, которые до сих пор работают

Некоторые советы, которые дают наши бабушки, не утратили актуальности и сейчас

Cosmopolitan
Левински, Абедин, Дэвис-Фарель. Три стажерки Белого дома. Отрывок из книги Карин Тюиль «Дела человеческие» Левински, Абедин, Дэвис-Фарель. Три стажерки Белого дома. Отрывок из книги Карин Тюиль «Дела человеческие»

Фрагмент из романа Карин Тюиль о судебном разбирательстве в эпоху #MeToo

СНОБ
Тогда и сейчас: как изменились самые яркие участницы проекта «Голос» Тогда и сейчас: как изменились самые яркие участницы проекта «Голос»

Шоу «Голос» - один из самых успешных проектов на отечественном телевидении

Cosmopolitan
Вакцина от лихорадки Ласса защитила обезьян от нескольких штаммов вируса Вакцина от лихорадки Ласса защитила обезьян от нескольких штаммов вируса

Ученые вакцинировали обезьян он западноафриканского вируса Ласса

N+1
Открыть в приложении