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

10 простых привычек, которые помогают поднять настроение 10 простых привычек, которые помогают поднять настроение

Настроение поднять очень просто — достаточно знать о том, как работает тело

Популярная механика
Наш мир на самом деле серый — и другие факты о цвете Наш мир на самом деле серый — и другие факты о цвете

Все, что каждый обладатель глаз должен знать о ярких красках нашей жизни!

Maxim
Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной

Молекулярный газ ранней Вселенной разрушается под действием излучения квазара

N+1
Галина Щербакова: Женщины в игре без правил Галина Щербакова: Женщины в игре без правил

Отрывок из нового романа Галины Щербаковой о судьбах трех поколений женщин

СНОБ
Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья

Как электронная медицина спасает сотни деревьев?

Правила жизни
Философия дуализмa Философия дуализмa

Британская певица Дуа Липа — о новом альбоме-манифесте и феминизме

Vogue
Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы

Правила жизни режиссера кинотрилогии «Крестный отец» Фрэнсиса Форда Копполы

Esquire
Олень, иди за мной Олень, иди за мной

Ксения Рождественская о «Пожаре» Дэвида Линча

Weekend
Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы

Есть среди нас такие, кого природа одарила необычными для человека способностями

Популярная механика
Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц

Городские синицы справляются с выведением потомства хуже лесных сородичей

N+1
10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин 10 продуктов, снижающих «плохой» холестерин

Эти суперфуды помогут справиться с повышенным уровнем холестерина

Cosmopolitan
В путь зовет кино В путь зовет кино

В каких странах можно побывать с помощью фильмов?

Лиза
Как ведут себя мужчины у косметолога и на маникюре Как ведут себя мужчины у косметолога и на маникюре

Среди клиентов косметологов прибавилось представителей противоположного пола

Psychologies
Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий

Многие считают изменой только физическую близость

Cosmopolitan
Дмитрий Степаненко: Дудь, ты не прав. Почему Москва не хуже Кремниевой долины Дмитрий Степаненко: Дудь, ты не прав. Почему Москва не хуже Кремниевой долины

Как обстоят дела с развитием IT-стартапов в России?

СНОБ
Не буди зверя! 9 фраз, которые помогут избежать любого конфликта Не буди зверя! 9 фраз, которые помогут избежать любого конфликта

Эти фразы особенно актуальны на карантине, когда чувства и эмоции на пределе

Cosmopolitan
От лошадей до Aurus: на чем принимали Парады Победы От лошадей до Aurus: на чем принимали Парады Победы

Вспоминаем историю торжественных автомобилей СССР и России

РБК
Сильный и мертвый: какова связь между обязанностью мужчины быть сильным и количеством самоубийств Сильный и мертвый: какова связь между обязанностью мужчины быть сильным и количеством самоубийств

Общество должно разрешить мужчинам быть слабыми

Esquire
3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение 3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение

Как справиться с напряжением, работая с телом у себя дома?

Psychologies
Бухгалтерия чувств Бухгалтерия чувств

Ксения Рождественская о документальном фильме про Джеффри Эпштейна

Weekend
Что такое сильные решения и почему за риски полагается награда Что такое сильные решения и почему за риски полагается награда

Отрывок из книги о компаниях нового поколения —  «единорогах»

СНОБ
«Запертые в невидимом футляре»: как вернуться к нормальной жизни «Запертые в невидимом футляре»: как вернуться к нормальной жизни

Чему нас может научить эта внезапная пандемия

Psychologies
Кислотная расцветка помогла кораллам вернуть симбионтов Кислотная расцветка помогла кораллам вернуть симбионтов

Красочное обесцвечиание возникает у кораллов в ответ на тепловой стресс

N+1
Первый советский хэтчбек — история «Иж-Комби» Первый советский хэтчбек — история «Иж-Комби»

За десять лет до «восьмерки»

Maxim
Долой застой! Долой застой!

Временные отеки и «мешки» под глазами бывают у всех – от избытка соли или воды

Лиза
Братская кушетка Братская кушетка

Василий Степанов о юбилее «Брата-2»

Weekend
Гетероструктурные меньшинства Гетероструктурные меньшинства

Графен препятствует инженерам, но не запрещает одежде быть высокотехнологичной

N+1
Абсурдное искусство Тео Каккуфы: по мотивам Кафки Абсурдное искусство Тео Каккуфы: по мотивам Кафки

Тео Каккуфа превращает банальные предметы в неожиданные кинетические арт-объекты

Популярная механика
Почему нельзя пользоваться «бомбочками» для ванны и чистить уши палочками? Почему нельзя пользоваться «бомбочками» для ванны и чистить уши палочками?

«Безобидные» гигиенических привычки, которые нам вредят

Cosmopolitan
Выезд на встречку: когда лишат прав, а когда — нет Выезд на встречку: когда лишат прав, а когда — нет

Иногда выезд на встречку не считается нарушением

РБК
Открыть в приложении