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

Можно ли выпасть во время катания на американских горках и другие интересные факты о парке развлечений Можно ли выпасть во время катания на американских горках и другие интересные факты о парке развлечений

Выясняем все подробности о создании и устройстве парка аттракционов

Популярная механика
«Если не можешь купить картину, купи художника»: вышел новый сезон сериала «Миллиарды» «Если не можешь купить картину, купи художника»: вышел новый сезон сериала «Миллиарды»

Пятый сезон «Миллиардов» — сериала о сильных, богатых и беспринципных

Forbes
Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы

Как спланировать свой отпуск, чтобы получить от него максимальную пользу

Psychologies
Как начать знакомство с постклассической музыкой Как начать знакомство с постклассической музыкой

Пианист Дмитрий Селипанов о том, как полюбить неоклассику

GQ
Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов

Кто может называть себя духовно богатой личностью?

Psychologies
На мясных прилавках скоро станет тесно На мясных прилавках скоро станет тесно

Растущий спрос позволяет мясникам не повышать производительность труда

Эксперт
Тюрьма как доходное место Тюрьма как доходное место

Тюрьма, по образцу которой впоследствии создавались тюрьмы по всему миру

Дилетант
Сотрудничество с друзьями помогло макакам снизить стресс Сотрудничество с друзьями помогло макакам снизить стресс

Уровень кортизола у макак снижается, если они находятся рядом с сородичем

N+1
Елена Ржевская: Записки военного переводчика Елена Ржевская: Записки военного переводчика

Отрывок из книги «Берлин, май 1945: Записки военного переводчика»

СНОБ
Правила жизни Андрея Тарковского Правила жизни Андрея Тарковского

Правила жизни советского режиссера и сценариста Андрея Тарковского

Esquire
Человек-будильник и еще 4 необычные ретрофотографии Человек-будильник и еще 4 необычные ретрофотографии

Хорошо, что человечество изобрело не только фото, но и буквы

Maxim
Звезды первых обложек Playboy: как они выглядят сейчас и чем занимаются Звезды первых обложек Playboy: как они выглядят сейчас и чем занимаются

Когда-то каждая успешная красавица считала за честь попасть на страницы глянца

Cosmopolitan
Пузырьки газа помогли материалу для 3D-печати расшириться в 40 раз Пузырьки газа помогли материалу для 3D-печати расшириться в 40 раз

Американские химики разработали новый расширяющийся материал для 3D-печати

N+1
10 стадий отношений, о которых должна знать каждая пара (на какой вы?) 10 стадий отношений, о которых должна знать каждая пара (на какой вы?)

Какие существуют этапы романтических отношений?

Playboy
Спиннер превратили в экспресс-тест для диагностики инфекций мочевых путей Спиннер превратили в экспресс-тест для диагностики инфекций мочевых путей

Для работы теста его нужно крутить так же, как и обычный спиннер

N+1
35 простых правил жизни помогут сохранить окружающую среду 35 простых правил жизни помогут сохранить окружающую среду

Как быть социально и экологично ответственным человеком

GQ
10 лучших фильмов — обладателей «Золотой пальмовой ветви» 10 лучших фильмов — обладателей «Золотой пальмовой ветви»

Субъективный список победителей Канн за всю историю кинофестиваля

Esquire
Мультиплан: безумный самолет с 1000 крыльев Мультиплан: безумный самолет с 1000 крыльев

Некоторые изобретатели верили, что чем больше крыльев в самолете, тем лучше

Популярная механика
Год без Победы. Как пандемия повлияет на память о войне Год без Победы. Как пандемия повлияет на память о войне

Впервые за два десятилетия, Красная площадь в Москве на 9 мая останется пустой

СНОБ
На что берут кредиты россияне с не очень высокой зарплатой: 8 реальных историй На что берут кредиты россияне с не очень высокой зарплатой: 8 реальных историй

Вещи, опрометчиво приобретенные в кредит гражданами с не очень высокой зарплатой

Esquire
Украденная жизнь: великие женщины, чья слава досталась мужьям Украденная жизнь: великие женщины, чья слава досталась мужьям

На протяжении многих лет у женщин не было шанса оставить свой след в истории

Cosmopolitan

Мифы о китайских фабриках развеяла дизайнер Екатерина

Esquire
Предсказан новый тип галактик Предсказан новый тип галактик

Ученые поняли, почему крошечной галактике так трудно омолодиться

Популярная механика
Унесенные Миядзаки. Как прославленный японец показал нам мир глазами ребенка Унесенные Миядзаки. Как прославленный японец показал нам мир глазами ребенка

Отрывок из книги «Студия Ghibli: творчество Хаяо Миядзаки и Исао Такахаты»

Forbes
Как ухаживать за стиральной машинкой, чтобы она работала с максимальной отдачей Как ухаживать за стиральной машинкой, чтобы она работала с максимальной отдачей

Каждая стирка — очередное разочарование?

Cosmopolitan
Полезно ли молоко? Полезно ли молоко?

В детстве нас убеждали, что молоко необходимо для здоровья

Psychologies
У малярийных плазмодиев нашли собственные биологические часы У малярийных плазмодиев нашли собственные биологические часы

Циклическое течении малярии обусловлено циркадными ритмами плазмодиев

N+1
Создана вибрирующая одежда, изменяющая сознание: игры с восприятием Создана вибрирующая одежда, изменяющая сознание: игры с восприятием

Исследователи разработали вибрирующий текстиль, который изменяет восприятие

Популярная механика
Порно и мороженое Порно и мороженое

Глобализация провалилась, и с этим трудно спорить

4x4 Club
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
Открыть в приложении