Как эффективно управлять динамикой квантовых битов при наличии внешних шумов?

Популярная механикаНаука

Создан алгоритм, предсказывающий поведение кубитов под влиянием шума

Сотрудники лаборатории квантовой теории информации МФТИ впервые разработали универсальный инструментарий, позволяющий по результатам измерений над квантовой системой «выучить» неизвестное окружение системы и предсказать динамику квантовой системы под действием внешнего управления.

Василий Макаров

Для практической реализации квантовых вычислений требуется решить сложную задачу: эффективно управлять динамикой квантовых битов (кубитов) при наличии внешних шумов. Если бы кубиты были идеально изолированы от окружения, то шумов бы не было, однако и воздействовать на эволюцию кубитов было бы невозможно, а значит, было бы невозможно выполнить ни один протокол обработки квантовой информации.

«Открытость» кубитов к контролирующим воздействиям делает их уязвимыми как к шумам управления, так и шумам, вызванным неизбежным взаимодействием с окружающими квантовыми объектами (например, примесями и паразитными модами излучения). Особую опасность представляют шумы немарковского типа, то есть шумы, в которых проявляются «эффекты памяти». Их действие на кубиты зависит от всех предыдущих состояний кубитов, а значит, учесть их или компенсировать их влияние довольно затруднительно. Такие шумы в той или иной степени присутствуют во всех современных прототипах квантовых компьютеров, что делает борьбу с ними особенно актуальной.

Единственный практический способ извлечь информацию о квантовой системе — измерить ее, но здесь в дело вступает фундаментальный закон о невозможности извлечения информации без возмущения квантовой системы. При выполнении измерения над системой происходит «коллапс» волновой функции, в результате чего состояние системы после измерения фактически никак не связано с состоянием до измерения; теория дает предсказание лишь для вероятности обнаружить систему в некотором новом состоянии.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

8 рекомендаций, которые помогут контролировать уровень сахара в крови 8 рекомендаций, которые помогут контролировать уровень сахара в крови

Если вы заботитесь о своем здоровье, важно контролировать уровень сахара в крови

Популярная механика
Как потепление воды изменит океан Как потепление воды изменит океан

Потепление океана может создать тропические экосистемы в неожиданных местах

Популярная механика
Как работает Межвселенский насос – удивительный источник энергии, придуманный Айзеком Азимовым Как работает Межвселенский насос – удивительный источник энергии, придуманный Айзеком Азимовым

Как работает насос между вселенными и как Азимов изобрел его

ТехИнсайдер
Продюсер Нателла Крапивина — о Светлане Лободе, деньгах, музыкальной индустрии и о том, что важно для артиста Продюсер Нателла Крапивина — о Светлане Лободе, деньгах, музыкальной индустрии и о том, что важно для артиста

Нателла Крапивина о программе «Орел и решка» и фильме «Кислота»

Esquire
Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик? Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик?

Млечный Путь и Андромеда сейчас стремительно движутся навстречу друг другу

Inc.
Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования

Из-за карантина почти 16 млн школьников внезапно оказались на домашнем обучении

Forbes
Lexus покоряет Байкал: лед, вода и медные трубы Lexus покоряет Байкал: лед, вода и медные трубы

Тест-драйв Lexus в экстремальных условиях

Maxim
Ирина Основина: «Не терплю, когда называют артисткой» Ирина Основина: «Не терплю, когда называют артисткой»

Узнавать на улицах ее стали после выхода на экраны фильма Александра Рогожкина

Караван историй
Кишечные палочки и дрожжи смогли выжить в водородной атмосфере Кишечные палочки и дрожжи смогли выжить в водородной атмосфере

Даже в отсутствие кислорода микробы способны размножаться

N+1
Новая глава семьи: кто такие stay-at-home dads — «домашние папы» Новая глава семьи: кто такие stay-at-home dads — «домашние папы»

Что означает выпущенная Lego в 2016 году фигурка «домохозяина»?

Esquire
Фрэнсис Скотт Фицджеральд и Зельда Сейр. Ветреная муза писателя Фрэнсис Скотт Фицджеральд и Зельда Сейр. Ветреная муза писателя

Она была самая красивая и популярная, он – самый талантливый

Cosmopolitan
Африка может наверстать упущенное Африка может наверстать упущенное

Отрывок из книги Ханса Рослинга «Фактологичность»

СНОБ
Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет? Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет?

Вынужденная изоляция, закрытые школы и университеты перевернули мир образования

СНОБ
Как менялся с годами образ Лады Дэнс — эволюция стиля главного секс-символа 90-х Как менялся с годами образ Лады Дэнс — эволюция стиля главного секс-символа 90-х

Как менялась с годами одна из самых ярких исполнительниц 90-х Лада Дэнс

Cosmopolitan
Хищным динозаврам в верхней юре пришлось глодать кости родственников Хищным динозаврам в верхней юре пришлось глодать кости родственников

Экосистема, в которую входили эти динозавры, была основательно нарушена

N+1
Избавиться от слов-паразитов и говорить эффектно. Как? Избавиться от слов-паразитов и говорить эффектно. Как?

Слова паразиты засоряют речь, мешают красиво выражать мысли и портят впечатление

Psychologies
Тагишский метеорит оказался щелочным Тагишский метеорит оказался щелочным

Канадские геохимики проанализировали фрагменты Тагишского метеорита

N+1
«Влиять на цену акций могло все что угодно»: что говорят финансисты о рекордном иске «Роснефти» к РБК «Влиять на цену акций могло все что угодно»: что говорят финансисты о рекордном иске «Роснефти» к РБК

«Роснефти», подавшей иск к РБК на 43 млрд рублей, будет трудно доказать убытки

Forbes
Астрофизикам удалось связать нейтрино сверхвысоких энергий со вспышками квазаров Астрофизикам удалось связать нейтрино сверхвысоких энергий со вспышками квазаров

Проведен анализ светимости ядер активных галактик в радиодиапазоне

N+1
Дань памяти: как ищут пропавших без вести солдат Великой Отечественной Дань памяти: как ищут пропавших без вести солдат Великой Отечественной

В болотной трясине и под дерном до сих пор скрыта память о жестоких сражениях

Популярная механика
10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин 10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин

Эти суперфуды помогут справиться с повышенным уровнем холестерина

Cosmopolitan
Флоренс Дженкинс. Её пение называли кудахтаньем, но залы всегда были полны Флоренс Дженкинс. Её пение называли кудахтаньем, но залы всегда были полны

Самая плохая оперная исполнительница всех времен – Флоренс Дженкинс

Cosmopolitan
Эксперименты над людьми и издевательства над животными: документальные фильмы против новой реальности Эксперименты над людьми и издевательства над животными: документальные фильмы против новой реальности

Лучшие документальные сериалы — в обзоре кинокритика проекта «Сноб»

СНОБ
Размножение и пол: почему мы делимся на мужчин и женщин Размножение и пол: почему мы делимся на мужчин и женщин

Мы редко задумываемся о биологическом смысле пола

Популярная механика
Преодоление себя, победы и поражения: 8 отличных документальных фильмов про спорт Преодоление себя, победы и поражения: 8 отличных документальных фильмов про спорт

Документальные фильмы о спорте — эмоциональные, полные триумфа и печали

Esquire
Юлия Княжанская: Как меняется онлайн- и офлайн-образование во время пандемии Юлия Княжанская: Как меняется онлайн- и офлайн-образование во время пандемии

Как правильно учиться в домашних условиях и не потеряться среди множества курсов

СНОБ
Что выдает наш голос, когда мы говорим по телефону? Что выдает наш голос, когда мы говорим по телефону?

Наш голос — отличный дешифровальщик наших эмоций и тайных мыслей

Psychologies
5 новых книг об искусстве, которые стоит прочитать 5 новых книг об искусстве, которые стоит прочитать

Пять книг, которые помогут вам открыть новые области в мире искусства

Esquire
Дедушка Jeep. Копаемся в истории легендарного Willys MB Дедушка Jeep. Копаемся в истории легендарного Willys MB

Вспоминаем историю главного внедорожника Великой Отечественной войны

РБК
Правила жизни Иосифа Бродского Правила жизни Иосифа Бродского

Поэт, лауреат Нобелевской премии, умер 28 января 1996 года в Нью-Йорке

Esquire
Открыть в приложении