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

Как определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи Как определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи

Отеки, высыпания, краснота на лице — какие болезни сопровождают эти симптомы

Популярная механика
Тогда и сейчас: как выглядят самые крепкие голливудские пары Тогда и сейчас: как выглядят самые крепкие голливудские пары

Они повстречали друг друга в молодости и с тех пор не расставались

Cosmopolitan
Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Ученые уверены: ты не имеешь никакого отношения к решениям, которые принимаешь Ученые уверены: ты не имеешь никакого отношения к решениям, которые принимаешь

Оказывается, человек почти не пользуется логикой и способностью к анализу

Maxim
Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
В бой идут одни сопляки: чем Пентагону интересны игроки в Starcraft? В бой идут одни сопляки: чем Пентагону интересны игроки в Starcraft?

Интересно жить, зная, что твой город может стереть с лица Земли толстый школьник

Maxim
Гости из других миров: как получить образцы с межзвездных объектов Гости из других миров: как получить образцы с межзвездных объектов

Проект по добыче образцов грунта с комет и астероидов получил финансирование

Популярная механика
Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи

К сожалению, некоторые доктора частенько демонстрируют невежество

Популярная механика
10 легендарных вечеринок 10 легендарных вечеринок

10 легендарных вечеринок, которые не всегда были про музыку или танцы

Esquire
Как скрыть следы похмелья: краткая инструкция Как скрыть следы похмелья: краткая инструкция

Несколько простых шагов, которые могут облегчить вам жизнь

Esquire
Правила жизни Джима Джармуша Правила жизни Джима Джармуша

Правила жизни кинорежиссера Джима Джармуша

Esquire
Как отметить годовщину на карантине? 11 романтичных идей Как отметить годовщину на карантине? 11 романтичных идей

Сделайте свою годовщину незабываемой!

Playboy
Обнулились: 10 звезд, которые кардинально поменяли имидж Обнулились: 10 звезд, которые кардинально поменяли имидж

Звезды, которые прошли бьюти-перезагрузку

Cosmopolitan
Хромые клячи: 15 провальных автомобильных проектов Хромые клячи: 15 провальных автомобильных проектов

Порой новейшие автомобильные проекты обречены на громкий провал

Популярная механика
Керенский: первая любовь революции Керенский: первая любовь революции

Мог ли изменить ход истории глава Временного правительства в 1917 году

Дилетант
Renault обновила кроссовер Kaptur — немного ярче, немного удобнее, немного дороже Renault обновила кроссовер Kaptur — немного ярче, немного удобнее, немного дороже

Обновленный Ranault Kaptur выглядит сочнее и стоит дороже миллиона

Maxim
Как за нами следят через наши гаджеты Как за нами следят через наши гаджеты

Добро пожаловать в мир, где все, что вы купите, будет использовано против вас

GQ
Следовать за мечтой Следовать за мечтой

Наталья и Мурад Османн — не только красивая семейная пара, но и бренд

OK!
Сгубила красота: звезды, которым идеальное тело стоило жизни Сгубила красота: звезды, которым идеальное тело стоило жизни

Эти девушки стали жертвами жестких стандартов красоты

Cosmopolitan
Рестайлинг в СССР. Как могли выглядеть советские автомобили Рестайлинг в СССР. Как могли выглядеть советские автомобили

Проекты, которые могли изменить автопром СССР

РБК
«Надо чувствовать удары жизни по лицу». Уроки личностного роста от ветерана норвежского спецназа «Надо чувствовать удары жизни по лицу». Уроки личностного роста от ветерана норвежского спецназа

Как жить прекрасно даже во время пандемии и кризиса?

Forbes
МинФин МинФин

Как живет самая молодая в мире женщина-премьер

Tatler
Дыра в ВВП: чем грозит экономике гибель малого бизнеса в России Дыра в ВВП: чем грозит экономике гибель малого бизнеса в России

Уже сейчас можно оценить последствия кризиса для малого бизнеса и экономики

Forbes
«Это ловушка для водителей». Штрафы за среднюю скорость пропишут в КоАП «Это ловушка для водителей». Штрафы за среднюю скорость пропишут в КоАП

Минюсту предложили добавить в КоАП штрафы за превышение средней скорости

РБК
Хорошая и плохая скука: как качественно отдыхать в эпоху вечной занятости Хорошая и плохая скука: как качественно отдыхать в эпоху вечной занятости

Наши списки дел никогда не закончатся, а за очередным дедлайном последует новый

Forbes
Попасть в историю: 6 новых исторических романов, которые стоит прочитать Попасть в историю: 6 новых исторических романов, которые стоит прочитать

Несколько отличных исторических романов

Esquire
Создан материал, способный быстро стать прозрачным в ИК-спектре Создан материал, способный быстро стать прозрачным в ИК-спектре

Открытие ученых может повысить надежность сложных оптических устройств

Популярная механика
6 неочевидных причин, снижающих мотивацию твоей команды (их нельзя игнорировать) 6 неочевидных причин, снижающих мотивацию твоей команды (их нельзя игнорировать)

Шесть не самых очевидных причин, которые демотивируют сотрудников.

Playboy
Милые голосовые помощники и слежка за гражданами: чем занимается китайский разработчик iFlytek с капитализацией $10 млрд Милые голосовые помощники и слежка за гражданами: чем занимается китайский разработчик iFlytek с капитализацией $10 млрд

История iFlytek: от автоматизации колл-центров до правительственных контрактов

VC.RU
Прыщи на спине и шее: откуда берутся и как с ними справиться Прыщи на спине и шее: откуда берутся и как с ними справиться

Воспаления на плечах и спине — проблема, с которой сталкиваются почти все

Psychologies
Открыть в приложении